基于I2C总线的物联网网关硬件资源管理系统及流程的制作方法

基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统及流程
技术领域
1.本发明涉及网关数据资源应用技术领域，尤其是基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统。


背景技术：

2.现在的物联网网关用以实现不同功能的电路模块的硬件资源在位情况不能直接进行获取，且在物联网网关工作时，添加或移除功能模块，在线状态位获取困难，无法实时监测前端设备的接入状态，且硬件功能的接入缺少相应的判断标准，系统的安全性很低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以根据功能型号和硬件序列号实现对功能模块接入位置的管理和硬件功能接入授权的物联网网关硬件资源管理系统。
4.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
5.基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统，包括i2c总线，所述i2c总线上挂载有若干个功能模块，所述功能模块为实现物联网网关不同功能的电路模块，所述i2c总线数据连接有网关资源管理服务程序，所述网关资源管理服务程序通过i2c总线与物联网网关的各个所述功能模块进行硬件资源通讯，获取硬件资源的在位情况，远程或云端实时掌握前端设备的接入状态，硬件资源的在位情况储存在在线状态位存储单元中，所述在线状态位存储单元的两端分别连接所述i2c总线和各个所述功能模块，所述网关资源管理服务程序还通过i2c总线读取各个功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号，根据功能模块的功能型号和硬件序列号实现对功能模块接入位置的管理和硬件功能的接入授权。
6.优选的，所述功能模块的功能型号和硬件序列号在出厂时已确定，并写入数据库，相同硬件功能的功能模块，其功能型号相同，但各个功能模块的硬件序列号是唯一独有的。
7.优选的，所述硬件资源的在位情况的检测，采用低电平表示在位状态，此时的功能模块的硬件把在线位接地，采用高电平表示不在位状态。
8.优选的，所述硬件资源的在位情况的检测，采用高电平表示在位状态，此时的功能模块的硬件把在线位接电源，采用低电平表示不在位状态。
9.优选的，所述功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号存储在型号及序列号存储单元中，所述型号及序列号存储单元连接在所述i2c总线和功能模块的两端。
10.优选的，在物联网网关工作过程中，有新增所述功能模块接入时，则硬件自动修改所述功能模块的在线状态位，指示新增的所述功能模块的硬件资源在位，所述网关资源管理服务程序启动此功能模块对应的服务程序，提供功能服务。
11.优选的，在物联网网关工作过程中，有功能模块移除时，则硬件自动修改所述功能模块的在线状态位，指示此功能模块的硬件资源不在位，所述网关资源管理服务程序停止此功能模块对应的服务程序，结束功能服务。
12.优选的，所述网关资源管理服务程序可以采用中断触发，也可采用定时查询的方
法来获取在线状态位的变化，如果采用中断触发，则硬件检测到在线状态位发生变化时，主动发出中断信号通知所述网关资源管理服务程序，如果采用定时查询的方法，则每隔一定的时间间隔，由所述网关资源管理服务程序主动发起在线状态位的查询。
13.基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统的处理流程，包括基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统，具体的数据处理方法如下：
14.s1、网关资源管理服务程序通过i2c总线读取各个功能模块的硬件资源的在位状态；
15.s2、网关资源管理服务程序对功能模块的硬件资源的在位状态进行判断，如果功能模块的硬件资源在位，则读取该功能模块的型号，对比该功能型号与接入位置可接入的硬件功能模块型号，如果型号匹配，则说明该功能模块可以接入此接入位置并进行下一步，如果型号不匹配，则报告错误并结束处理；
16.s3、读取此功能模块的硬件序列号，与网关系统或云端系统的数据库记录的序列号进行匹配，如果匹配成功，则此硬件功能模块接入合法，启动此型号模块对应的服务程序并提供功能服务，如果匹配失败，则此硬件功能模块为非法接入，报告错误，网关系统屏蔽该功能模块的所有操作，结束处理。
17.本发明的优点和积极效果是：
18.1、本发明的各个功能模块通过i2c总线与网关资源管理服务程序相连，网关资源管理服务程序通过i2c总线与物联网网关各功能模块的硬件资源进行通讯，获取硬件资源的在位状态，远程或云端实时掌握前端设备的接入状态。
19.2、本发明的网关资源管理服务程序通过i2c总线读取各功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号，根据功能型号和硬件序列号实现对功能模块接入位置的管理和硬件功能接入授权，提高了系统的安全性。
附图说明
20.图1是本发明的系统连接结构示意图；
21.图2是本发明的低电平表示在位的电路示意图；
22.图3是本发明的高电平表示在位的电路示意图；
23.图4是本发明的管理及授权支持电路的示意图；
24.图5是本发明的网关硬件资源管理系统的数据处理方法的流程示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直
的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
29.如图1所示，本发明所述的基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统，包括i2c总线，i2c总线上挂载有若干个功能模块，功能模块为实现物联网网关不同功能的电路模块，i2c总线数据连接有网关资源管理服务程序，网关资源管理服务程序通过i2c总线与物联网网关的各个功能模块进行硬件资源通讯，获取硬件资源的在位情况，远程或云端实时掌握前端设备的接入状态，硬件资源的在位情况储存在在线状态位存储单元中，在线状态位存储单元的两端分别连接i2c总线和各个功能模块，网关资源管理服务程序还通过i2c总线读取各个功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号，根据功能模块的功能型号和硬件序列号实现对功能模块接入位置的管理和硬件功能的接入授权。
30.功能模块的功能型号和硬件序列号在出厂时已确定，并写入数据库，相同硬件功能的功能模块，其功能型号相同，但各个功能模块的硬件序列号是唯一独有的。
31.硬件资源的在位情况的检测，可以采用低电平表示在位，也可以采用高电平表示在位，如图2所示的电阻网络为上拉网络，采用低电平表示在位状态，此时的功能模块的硬件把在线位接地，即gnd，采用高电平表示不在位状态；如图3所示的电阻网络为下拉网络，采用高电平表示在位状态，此时的功能模块的硬件把在线位接电源，即vcc，采用低电平表示不在位状态。
32.下面以低电平表示在位为实施例，其工作原理如下：
33.当某一功能模块硬件不在位时，其对应的功能模块在线位的电平由电阻网络决定，在低电平表示在位的电路图中，该功能模块的在线位电平被电阻网络上拉至vcc，即高电平，此时对应的状态为功能模块硬件资源不在位，在线状态位采集存储电路会采集到一个“1”，并存储在与该在线位对应的存储单元内。
34.当某一功能模块硬件接入时，由于模块硬件把在线位接地，则此时功能模块在线位的电平被拉低至gnd，即低电平，此时对应的状态为功能模块硬件资源在位，在线状态位采集存储电路会采集到一个“0”，并存储在与该在线位对应的存储单元内。
35.在网关工作过程中，如果有新增的功能模块硬件接入，或移除某一功能模块硬件，对应的在线状态位均会发生变化，并反应在在线状态位存储单元中。
36.网关资源管理服务程序通过i2c总线读取在线状态位存储单元的值即可掌握网关所有功能模块接入位置的硬件在位状态，以高电平表示在位的电路工作原理与低电平表示在位的类似，只是高电平“1”表示在位，低电平“0”表示不在位。
37.如图4所示，功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号存储在型号及序列号存储单元中，型号及序列号存储单元连接在i2c总线和功能模块的两端。
38.在i2c总线空闲时，i2c总线的电平由上拉电阻网络上拉至vcc，即高电平，在i2c总线通讯时，i2c总线信号由网关主机硬件或者由型号及序列号存储部分硬件驱动。
39.地址设置电路设置功能模块硬件设备地址，所有接入同一个网关的功能模块，其
硬件设备地址互不相同。
40.网关资源管理服务程序检测到功能模块硬件资源在位后，通过i2c总线读取该功能模块的型号，把型号编码和接入位置发送给网关授权管理服务程序，授权管理服务程序请求网关本地或云端存储的设备接入功能数据库，如果型号编码和接入位置的功能编码相匹配，则返回接入功能正确，否则返回接入功能与接入位置不匹配，系统报告错误，记录错误信息。
41.网关资源管理服务程序接收返回的匹配结果，如果“接入功能与接入位置不匹配”，则报告错误，记录错误信息。如果“接入功能正确”，则通过i2c总线读取接入功能模块的硬件序列号，把序列号编码发送给网关授权管理服务程序，授权管理服务程序请求网关本地或云端存储的设备接入授权数据库，如果该序列号编码存在于设备接入授权数据库中，则返回合法接入，否则返回非法接入，系统报告错误，记录错误信息。
42.网关资源管理服务程序接收返回的授权结果，如果是“非法接入”，则报告错误，记录错误信息，网关系统屏蔽该功能模块的所有操作。如果是“合法接入”，则启动此型号模块对应的服务程序提供功能服务。
43.在物联网网关工作过程中，有新增功能模块接入时，则硬件自动修改功能模块的在线状态位，指示新增的功能模块的硬件资源在位，网关资源管理服务程序启动此功能模块对应的服务程序，提供功能服务。
44.在物联网网关工作过程中，有功能模块移除时，则硬件自动修改功能模块的在线状态位，指示此功能模块的硬件资源不在位，网关资源管理服务程序停止此功能模块对应的服务程序，结束功能服务。
45.网关资源管理服务程序可以采用中断触发，也可采用定时查询的方法来获取在线状态位的变化，如果采用中断触发，则硬件检测到在线状态位发生变化时，主动发出中断信号通知网关资源管理服务程序，如果采用定时查询的方法，则每隔一定的时间间隔，由网关资源管理服务程序主动发起在线状态位的查询。
46.具体实施时，如图5所示，基于i2c总线的物联网网关硬件资源管理系统的处理流程如下：
47.s1、网关资源管理服务程序通过i2c总线读取各个功能模块的硬件资源的在位状态；
48.s2、网关资源管理服务程序对功能模块的硬件资源的在位状态进行判断，如果功能模块的硬件资源在位，则读取该功能模块的型号，对比该功能型号与接入位置可接入的硬件功能模块型号，如果型号匹配，则说明该功能模块可以接入此接入位置并进行下一步，如果型号不匹配，则报告错误并结束处理；
49.s3、读取此功能模块的硬件序列号，与网关系统或云端系统的数据库记录的序列号进行匹配，如果匹配成功，则此硬件功能模块接入合法，启动此型号模块对应的服务程序并提供功能服务，如果匹配失败，则此硬件功能模块为非法接入，报告错误，网关系统屏蔽该功能模块的所有操作，结束处理。
50.本发明的各个功能模块通过i2c总线与网关资源管理服务程序相连，网关资源管理服务程序通过i2c总线与物联网网关各功能模块的硬件资源进行通讯，获取硬件资源的在位状态，远程或云端实时掌握前端设备的接入状态，网关资源管理服务程序通过i2c总线
读取各功能模块的硬件资源的功能型号和硬件序列号，根据功能型号和硬件序列号实现对功能模块接入位置的管理和硬件功能接入授权，提高了系统的安全性。
51.需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。