具有无线电协处理架构的网关电路和网关设备的制作方法

1.本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种具有无线电协处理架构的网关电路和网关设备。


背景技术：

2.物联网网关作为物联网技术传输层的应用设备，其底层逻辑就是将各类感知设备/电信号等通过有线接口(i2c、usb、rs232、ethernet等)或无线(wifi、蓝牙、zigbee、openthread等)与网关连接，以实现数据/信息收集并将收集到的信息通过网关的核心器件转换成有用的信息后上传至互联网端，也可结合智能处理层实现设备自动控制。目前，一些网关设备的性能还有待提高。


技术实现要素：

3.本技术提供一种具有无线电协处理架构的网关电路和网关设备，可以提高网关设备的性能。
4.本技术提供一种网关电路，所述网关电路包括：
5.通信电路，包括与目标网络进行信息交互的第一通信电路，以及与终端进行信息交互的第二通信电路；
6.第一通信芯片，包括第一端口以及与所述第一端口连接的第一运算处理单元，所述第一运算处理单元连接所述第一通信电路；以及
7.第二通信芯片，包括第二端口以及与所述第二端口连接的第二运算处理单元，所述第二运算处理单元连接所述第二通信电路，所述第一端口与所述第二端口连接，所述第一运算处理单元的计算能力大于所述第二运算处理单元的计算能力，所述第二通信电路从终端接收到的信号经过所述第二运算处理单元和所述第一运算处理单元处理后，通过所述第一通信电路发送至目标网络。
8.进一步的，所述第一通信电路包括多个不同的通信子电路，所述多个不同的通信子电路分别与所述第一运算处理单元连接，所述第二通信电路从终端接收到的信号经过所述第二运算处理单元和所述第一运算处理单元处理后，通过其中一个所述通信子电路发送至目标网络。
9.进一步的，所述通信子电路包括wifi通信子电路、4g通信子电路和以太网通信子电路中的至少一个。
10.进一步的，在所述通信子电路包括wifi通信子电路时，所述第一通信芯片包括ipex接口，所述wifi通信子电路包括wifi天线电路和wifi天线，所述wifi天线电路内置于所述第一通信芯片内，与所述第一运算处理单元连接，所述wifi天线设置于所述第一通信芯片外，所述wifi天线电路和wifi天线通过所述ipex接口连接；和/或
11.在所述通信子电路包括4g通信子电路时，所述第一通信芯片包括usb接口，所述4g通信子电路设置于所述第一通信芯片外，包括4g天线和4g天线电路，所述4g天线与所述4g
天线电路连接，所述4g天线电路通过所述usb接口与所述第一运算处理单元连接；和/或
12.在所述通信子电路包括以太网通信子电路时，所述第一通信芯片包括wan接口和lan接口，所述以太网通信子电路内置于所述第一通信芯片内，且分别连接所述wan接口、lan接口和所述第一运算处理单元。
13.进一步的，所述第二通信电路包括openthread天线和openthread天线电路，所述openthread天线设置于所述第二通信芯片外，所述openthread天线电路内置于所述第二通信芯片内，所述openthread天线与所述openthread天线电路连接，所述openthread天线电路与所述第二运算处理单元连接。
14.进一步的，所述第一端口和所述第二端口为串行接口。
15.进一步的，所述网关电路包括电源电路，所述电源电路分别连接所述通信电路、所述第一通信芯片和所述第二通信芯片，用于给所述通信电路、所述第一通信芯片和所述第二通信芯片供电。
16.进一步的，所述电源电路包括电源输入端、电源输出端、开关电路、电压调节电路和供电端，所述开关电路连接于所述电源输入端和所述电源输出端之间，所述电压调节电路连接于所述电源输出端和所述供电端之间，所述电源输入端用于连接电源，所述开关电路用于控制所述电源输入端和所述电源输出端之间的通断，在所述电源输入端和所述电源输出端连通时，所述电压调节电路将所述电源输出的电压转换为供电电压，给所述通信电路、所述第一通信芯片和所述第二通信芯片供电。
17.进一步的，所述开关电路包括控制器、晶体管开关、三极管开关、控制开关、电压端、第一二极管、第二二极管、第一分压电阻和第二分压电阻，其中：
18.所述晶体管开关的源极和漏极连接于所述电源输入端和所述电源输出端之间，所述晶体管开关的栅极分别通过所述控制开关和所述三极管开关接地，所述第一二极管的阳极连接所述电源输入端和所述晶体管开关的栅极，所述第一二极管的阴极通过所述控制开关接地，所述电压端与所述供电端连接，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联连接于所述电压端和地之间，所述第一分压电阻连接于所述电压端和所述第二分压电阻之间，所述第二二极管的阳极连接于所述电压端和所述第一分压电阻之间，所述第二二极管的阴极通过所述控制开关接地，所述控制器包括控制输入端和控制输出端，所述控制输入端连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述控制输出端连接所述三极管开关的基极。
19.进一步的，所述第二通信芯片为基于openthread协议的芯片。
20.本技术提供一种网关设备，所述网关设备包括如上任一项所述的网关电路。
21.进一步的，所述网关设备为物联网关设备。
22.进一步的，所述物联网关设备为基于openthread协议的网关设备。
23.在本技术一些实施例中，网关电路包括两个通信芯片，两个通信芯片均包括运算处理单元，且第一通信芯片的计算能力大于第二通信芯片的计算能力，这使得第二通信电路从终端接收到信号后，可以无需由第二通信芯片完成对信号的所有处理，可以由第二通信芯片完成对信号的部分处理，再发送给计算能力更优的第一通信芯片继续进行处理，从而提高网关电路的性能，比如吞吐性能、可连接的终端数量。
附图说明
24.图1是本技术的一个实施例提供的网关电路的电路框图；
25.图2是图1中的网关电路所包括的电源电路的电路图；
26.图3是本技术的一个实施例提供的网关设备的示意图；
27.图4是本技术的一个实施例提供的通信方法的流程图；
28.图5是本技术的一个实施例提供的网关设备的软件架构框图；
29.图6是本技术的一个实施例提供的通信方法的流程图；
30.图7是本技术的一个实施例提供的数据传输方法的流程图；
31.图8是本技术的一个实施例提供的网关设备的结构示意图。
具体实施方式
32.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
33.需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
34.图1是本技术的一个实施例提供的网关电路100的电路框图。
35.参见图1，网关电路100包括通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12。其中，通信电路13包括与目标网络进行信息交互的第一通信电路130，以及与终端进行信息交互的第二通信电路134。第一通信芯片11包括第一端口uart1以及与第一端口uart1连接的第一运算处理单元110，第一运算处理单元110连接第一通信电路130。第二通信芯片12包括第二端口uart2以及与第二端口uart2连接的第二运算处理单元120，第二运算处理单元120连接第二通信电路134，第一端口uart1与第二端口uart2连接，第一运算处理单元110的计算能力大于第二运算处理单元120的计算能力，即第一通信芯片11的计算能力大于第二通信芯片12的计算能力。第二通信电路134从终端接收到的信号经过第二运算处理单元120和第一运算处理单元110处理后，通过第一通信电路130发送至目标网络。
36.在一些实施例中，目标网络可以为互联网。
37.在一些实施例中，第一运算处理单元110和第二运算处理单元120包括cpu、存储等资源，使得可以在第一运算处理单元110和第二运算处理单元120编译嵌入式操作系统，进而可以通过嵌入式操作系统集成通信协议栈。具体可参见后续相关描述，此处不赘述。
38.在一些实施例中，第二通信芯片12为基于第一通信协议的芯片。具体的，第一通信协议可以为基于ip的无线网络协议。本实施例中，第一通信协议为openthread协议。第二通信芯片12可以与openthread网络的终端建立无线连接，并与该些终端进行信息交互。
39.在一些实施例中，第一端口uart1与第二端口uart2为串行接口。第一通信芯片11
和第一通信芯片12基于芯片间的通信协议进行通信。具体的，芯片间的通信协议包括spinel协议。第二通信电路134从终端接收到的信号由第二运算处理单元120进行部分处理。第二通信芯片12基于spinel协议将第二运算处理单元120处理后的信号发送给第一通信芯片11，由第一运算处理单元110对信号继续处理后，通过第一通信电路130发送至目标网络。其中，第一运算处理单元110和第二运算处理120是基于集成的通信协议栈对信号进行处理。具体可参见后续相关描述，此处不赘述。
40.在本技术一些实施例中，网关电路100包括两个通信芯片，两个通信芯片均包括运算处理单元，且第一通信芯片11的计算能力大于第二通信芯片12的计算能力，这使得第二通信电路134从终端接收到信号后，可以无需由第二通信芯片12完成对信号的所有处理，可以由第二通信芯片12完成对信号的部分处理，再发送给给计算能力更优的第一通信芯片11继续进行处理，从而提高网关电路100的性能，比如吞吐性能、可连接的终端数量。
41.在一些实施例中，第一通信电路130包括多个不同的通信子电路131、132、133，多个不同的通信子电路131、132、133分别与第一运算处理单元110连接，第二通信电路134从终端接收到的信号经过第二运算处理单元120和第一运算处理单元110处理后，通过其中一个通信子电路131、132、133发送至目标网络。
42.在一些实施例中，通信子电路131、132、133包括wifi通信子电路131、4g通信子电路132和以太网通信子电路133中的至少一个。在本实施例中，通信子电路131、132、133包括wifi通信子电路131、4g通信子电路132和以太网通信子电路133。
43.在一些实施例中，第一通信芯片11包括ipex接口，wifi通信子电路131包括wifi射频电路1311和wifi天线1312，wifi射频电路1311内置于第一通信芯片11内，与第一运算处理单元110连接，wifi天线1312设置于第一通信芯片110外，wifi射频电路1311和wifi天线1312通过ipex接口连接。第一运算处理单元110输出的信号可以通过wifi射频电路1311和wifi天线1312发送至目标网络中。
44.在一些实施例中，第一通信芯片11包括usb接口，4g通信子电路132设置于第一通信芯片11外，包括4g天线1322和4g射频电路1321，4g天线1322与4g射频电路1321连接，4g射频电路1321通过usb接口与第一运算处理单元110连接。第一运算处理单元110输出的信号可以通过4g射频电路1321和4g天线1322发送至目标网络中。
45.在一些实施例中，第一通信芯片11包括wan接口和lan接口，以太网通信子电路133内置于第一通信芯片11内，且分别连接wan接口、lan接口和第一运算处理单元110。wan接口用于连接目标网络，比如互联网。第一运算处理单元110输出的信号可以通过以太网通信子电路133和wan接口发送至目标网络中。
46.在一些实施例中，第二通信电路134包括openthread天线1342和openthread射频电路1341，openthread天线1342设置于第二通信芯片12外，openthread射频电路1341内置于第二通信芯片12内，openthread天线1342与openthread射频电路1341连接，openthread射频电路1341与第二运算处理单元120连接。第二通信芯片12可以通过openthread天线1342和openthread射频电路1341接收openthread网络的终端信号。
47.在一些实施例中，上述wifi射频电路1311、4g射频电路1321、openthread射频电路1341包括对无线信号进行处理的基带电路、射频电路等。
48.在一些实施例中，上述第一通信芯片11为mtk系统级芯片，第二通信芯片12为nrf
系统级芯片。在本技术的后续描述中，以mtk系统级芯片和nrf系统级芯片为例进行说明。
49.在一些实施例中，所述网关电路100包括电源电路17，电源电路17分别连接通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12，用于给通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12供电。
50.图2是图1中的网关电路100所包括的电源电路17的电路图。
51.电源电路17包括电源输入端1701、电源输出端1702、开关电路171、电压调节电路172和供电端1724，开关电路171连接于电源输入端1701和电源输出端1702之间，电压调节电路172连接于电源输出端1702和供电端1724之间，电源输入端1701用于连接电源，开关电路171用于控制电源输入端1701和电源输出端1702之间的通断，在电源输入端1701和电源输出端1702连通时，电压调节电路172将电源输出的电压转换为供电电压，给通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12供电。
52.进一步的，开关电路171包括控制器1711、晶体管开关q1、三极管开关q2、控制开关s1、电压端1703、第一二极管d1、第二二极管d2、第一分压电阻r5、第二分压电阻r6、第三分压电阻r2、第四分压电阻r1和第五分压电阻r4，其中：
53.晶体管开关q1的源极和漏极连接于电源输入端1701和电源输出端1702之间，晶体管开关q1的栅极分别通过控制开关s1和三极管开关q2接地，第一二极管d1的阳极连接电源输入端1701和晶体管开关q1的栅极，第一二极管d1的阴极通过控制开关s1接地，电压端1703与供电端1724连接，第一分压电阻r5和第二分压电阻r6串联连接于电压端1703和地之间，第一分压电阻r5连接于电压端1703和第二分压电阻r6之间，第二二极管d2的阳极连接于电压端1703和第一分压电阻r5之间，第二二极管d2的阴极通过控制开关s1接地，控制器1711包括控制输入端power_key_in和控制输出端power_on，控制输入端power_key_in连接于第一分压电阻r5和第二分压电阻r6之间，控制输出端power_on连接三极管开关q2的基极。第三分压电阻r2和第四分压电阻r1串联连接于电源输入端1701和地之间。第一二极管d1的阳极和晶体管开关q1的栅极连接于第三分压电阻r2和第四分压电阻r1之间。第五分压电阻r4串联连接于电压端1703和第一分压电阻r5之间，第二二极管d2的阳极连接于第一分压电阻r5和第五分压电阻r4之间。
54.在本实施例中，电压调节电路172包括第一电压调节电路1721、第二电压调节电路1722和第三电压调节电路1723。从电源输入端1701输入的电压为12v。第一电压调节电路1721连接电源输出端1702，第二电压调节电路1722和第三电压调节电路1723分别连接第一电压调节电路1721的输出端。在电源输入端1701和电源输出端1702连通时，第一电压调节电路1721将12v的电压转换为5v电压；第二电压调节电路1722将5v电压转换为3.3v电压，并通过对应的供电端1724输出；第三电压调节电路1723将5v电压转换为3.6v电压，并通过对应的供电端1724输出。如此，以给具有不同供电需求的通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12供电。
55.此处以电压端1703连接第二电压调节电路1722的供电端1724为例进行说明电源电路17的工作原理。假设晶体管开关q1为p型晶体管、三极管q2为npn型三极管。
56.按下控制开关s1并保持几秒，第一二极管d1导通，第二二极管d2为截至状态，晶体管开关q1的栅极通过第一二极管d1接地，晶体管开关q1栅极电压为低电平，晶体管开关q1导通，电源输出端1702输出的电压为12v，第一电压调节电路1721将12v的电压转换为5v电
压；第二电压调节电路1722将5v电压转换为3.3v电压。通过合理电阻r4，r5，r6的电阻值，可以使3.3v电压通过电阻r4，r5，r6分压后，将控制输入端power_key_in的电位拉高为高电平。控制器1711可以设置为：在控制输入端power_key_in的电位为高电平时，使控制输出端power_on输出高电平。如此，三极管开关q2导通。此时松开控制开关s1，晶体管开关q1的栅极电压为电阻r1,r2分压电压，通过合理设置电阻r1、r2的电阻值，可以使晶体管开关q1的栅极保持低电平，即使晶体管开关q1处于导通状态，此时，网关电路100中的通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12通电工作。
57.再一次按下控制开关s1并保持几秒，此时第二二极管d2导通，控制输入端power_key_in的电位被拉低为低电平。控制器1711可以设置为：在控制输入端power_key_in的电位为低电平时，使控制输出端power_on输出低电平。此时三极管开关q2关断，晶体管开关q1关断，此时，网关电路100中的通信电路13、第一通信芯片11和第二通信芯片12断电停止工作。
58.图3是本技术的一个实施例提供的网关设备200的示意图。
59.参见图3，网关设备200包括网关电路100。
60.在一些实施例中，网关设备200为物联网关设备。具体的，物联网关设备为基于openthread协议的网关设备。上述电源电路17可以为网关设备200提供硬启动模式。
61.以下对网关设备200的工作原理进行说明。
62.图4是本技术的一个实施例提供的通信方法的流程图。图5是本技术的一个实施例提供的网关设备200的软件架构框图。
63.参见图4和图5，通信方法可应用于网关设备200，包括步骤s41和步骤s42。
64.步骤s41，第二通信芯片12基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，将从终端接收到的信号封装为数据帧，并将数据帧发送给第一通信芯片11。
65.在一些实施例中，第一通信协议栈包括基于ip的无线网络协议栈。具体的，第一通信协议栈可以为openthread协议栈。以下以openthread协议栈为例，说明如何在第二通信芯片12中的集成第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层。
66.在一些实施例中，第二通信芯片12可以为具有标准网络架构的芯片，比如nrf系统级芯片。通过在第二通信芯片12中编译物联网操作系统，可以将第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层集成于物联网操作系统中。此处将第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层集成于物联网操作系统中，是指在第二通信芯片12中，只选择性的集成第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，除物理层和mac控制子层之外的其他层不集成。
67.在一些实施例中，物联网操作系统可以包括实时操作系统。具体的，实时操作系统又可以包括zephyr嵌入式实时操作系统。可以基于zephyr嵌入式实时操作系统的l2网络技术层对openthread协议栈中的mac控制子层和nordic nrf的ieee 802.15.4无线电驱动程序(即openthread协议栈的物理层)进行集成。在一些实施例中，ieee 802.15.4无线电驱动程序的rx连接是通过中断处理程序建立的。中断处理程序使用zephyr的机制注册。注册的中断处理程序使用zephyr的fifo来传递ieee 802.15.4无线电驱动程序的帧。ieee 802.15.4无线电驱动程序的rx连接以最高的协作优先级运行，并等待这个fifo。当出现新的帧时，线程继续进行处理。ieee 802.15.4无线电驱动程序的tx连接使用工作队列，该队列调用ieee 802.15.4无线电驱动程序来安排传输，然后使用rtc irq发送帧。如此，以实现
openthread在zephyr嵌入式实时操作系统中的嵌入式移植(即集成)。并且在移植开发中定义cmake规则，实现openthread的抽象层接口，且验证第二通信芯片12的硬件端口。对于图5来说，第二通信芯片12的软件架构框zephyr intergration，即表示第二通信芯片12中运行的如上描述的zephyr嵌入式实时操作系统的集成部分；软件架构框openthread controller和ieee 802.15.4phy即分别表示zephyr嵌入式实时操作系统中集成的openthread协议栈中的mac控制子层和nordic nrf的ieee 802.15.4无线电驱动程序(即openthread协议栈的物理层)，软件架构框multiprotocol severvice layer表示ieee 802.15.4多协议服务库。
68.在一些实施例中，基于zephyr嵌入式实时操作系统的l2网络技术层来集成openthread协议栈中的mac控制子层和nordic nrf的ieee 802.15.4无线电驱动程序，可以使连接至网关设备200的openthread网络的终端有选择地使用zephyr的ip协议堆栈，也可以直接使用openthread api和ipv6协议堆栈。
69.在一些实施例中，上述zephyr嵌入式实时操作系统以及openthread协议栈中的mac控制子层和物理层，可以运行在图1中的第二运算处理单元120中。第二运算处理单元120包括cpu、存储等硬件资源，为在第二通信芯片12编译zephyr嵌入式实时操作系统，并集成openthread协议栈中的mac控制子层和物理层提供硬件支撑。
70.进一步的，在一些实施例中，上述将从终端接收到的信号封装为数据帧，并将数据帧发送给第一通信芯片11，包括：
71.第二通信芯片12基于芯片间的通信协议对数据帧进行封装，并将封装后的数据帧发送给第一通信芯片11。其中，芯片间的通信协议包括spinel协议。即第二通信芯片12基于spinel协议对数据帧进行封装。在图5中，第二通信芯片12的软件架构框spinel，即表示第二通信芯片12基于spinel协议对数据帧进行封装，然后通过串行接口将封装好的数据帧发送给第一通信芯片11。
72.步骤s42，第一通信芯片11基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对数据帧进行封装，并将封装得到的数据包发送至目标网络。
73.在一些实施例中，以第一通信协议栈是openthread协议栈，第一通信芯片11为mtk芯片为例。可以基于第一通信芯片11中自带的嵌入式操作系统(例如openwrt操作系统)编译openthread协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层。图5中，第一通信芯片11中的软件架构框iee802.15.4mac，即表示openthread协议栈中的数据链路层中除mac控制子层外的其他层；软件架构框6lowpan/ipv6，即表示openthread协议栈中的网络层；软件架构框udp，即表示openthread协议栈中的传输层；软件架构框coap/mle/dhcpv6/meshcop即表示openthread协议栈中的应用层。
74.具体的，嵌入式操作系统、openthread协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层可运行在图1中的第一运算处理单元110中。第一运算处理单元110包括cpu、存储等硬件资源，为运行嵌入式操作系统以及openthread协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层提供硬件支撑。
75.在一些实施例中，在第一通信芯片11接收到第二通信芯片12发送的数据帧后，可以基于芯片间的通信协议，对接收到的数据帧进行解封装，并基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对解封装后的数据帧进行封装。具体的，在本实施例中，
在第一通信芯片11接收到第二通信芯片12发送的数据帧后，可以基于spinel通信协议，对接收到的数据帧进行解封装，并基于openthread协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对解封装后的数据帧进行封装，然后发送封装得到的数据包。
76.在本技术的一些实施例中，本技术的通信方法将第一通信协议栈(例如openthread协议栈)的协议栈核心运行在计算能力较强的第一通信芯片11上，第二通信芯片上只运行了mac控制子层和物理层，基于第一通信芯片11较强的计算能力，可以明显提高网关设备200的性能，比如吞吐性能、可连接的终端数量。
77.进一步的，上述封装得到的数据包可以由网关设备200通过wifi网络、4g网络和以太网网络中的一个发送到目标网络中，比如互联网中。第一通信芯片11的第一运算处理单元110中，还可以编译wifi协议堆栈(图5中的wi-fi stack)、4g协议堆栈(图5中的4g stack)和以太网协议堆栈(图5中的ethemet stack)，用于支撑wifi网络功能、4g网络功能和以太网网络功能。
78.相应的，本技术还提供了一种通信方法，可以在封装得到发送至目标网络的数据包后，使网关设备200自动选择网络性能最优的网络连接，将数据包发送至目标网络中，比如互联网中。
79.图6是本技术的一个实施例提供的通信方法的流程图。通信方法可应用于网关设备200，包括步骤s61和步骤s63。
80.步骤s61，在网关设备200的已接入网络中，监控各已接入网络的网络性能。
81.在一些实施例中，网络性能包括网络传输速率和网络延迟中的至少一个。其中，网络的单位时间内传输速率越快或网络的单位时间内时延越小，表示已接入网络的网络性能越优。
82.在一些实施例中，可通过网络负载优选器，监控各已接入网络的网络性能。
83.在一些实施例中，可通过网络管理工具ifconfig查询各网络接口的状态信息，以确认网络接口是否可用，同时使用ping命令检查各网络接口的网络连通性。在网络接口可用且网络连通时，可以确定网关设备已经具备连接目标网络的物理网络通路和软件通信接口。
84.步骤s62，根据监控到的各已接入网络的网络性能，确定向各个已接入网络分配的负载量，其中，网络性能与负载量正相关。比如，假设网关设备200的已接入网络包括以太网、wifi和4g。其中，以太网的网络性能最好，其次为wifi，最后为4g。则可以根据实际所需，设置向各个已接入网络分配的负载量，比如，将以太网的负载量设置为80，wifi的负载量设置为15，4g的负载量设置为5。上述80、15、5(即负载量)表示针对待发送至目标网络的数据的数据量，通过每个已接入网络需发送的数据量百分比。比如，假设有100m的数据待发送，则通过以太网发送80m，通过wifi发送15m，通过4g发送5m。
85.步骤s63，根据各已接入网络的负载量以及待发送至目标网络的数据的数据量，分配通过各已接入网络需发送的数据量，其中，负载量越大的已接入网络，需发送的数据量越大。
86.在本技术的一些实施例中，在网关设备200的已接入网络中，根据各已接入网络的网络性能和待发送至目标网络的数据的数据量，来确定通过各已接入网络需发送的数据量。可以通过网络性能更好的网络，发送较多的数据量。网关设备200的网络可靠性更高。
87.在一些实施例中，每隔预设时长，在网关设备200的已接入网络中，监控各已接入网络的网络性能，并在每次监控到各已接入网络的网络性能时，对各已接入网络的负载量进行重新确定。如此，根据网关设备200的网络环境变化，及时对网关设备200的已接入网络的负载量进行调整，进一步提高网络可靠性。
88.图7是本技术的一个实施例提供的数据传输方法的流程图。数据传输方法可应用于网关设备200，包括步骤s71和步骤s73。
89.步骤s71，若接收到网络管理平台发送给终端的数据包，存储数据包，并返回表示终端已接收到数据包的响应消息给网络管理平台。在一些实施例中，网络管理平台可以为物联网监控平台。具体的，可以为针对openthread网络的终端进行监控管理的平台。网络管理平台通过网关设备200与终端通信。
90.在一些实施例中，终端为低功耗的终端，该类终端具有休眠周期。在休眠周期内，该类终端会与网关设备200断开连接，直至终端苏醒后，给网关设备200发送心跳信号，建立网络连接。
91.步骤s72，基于上一次接收到终端发送的心跳信号的时间以及与终端之间的心跳周期，确定下一次接收到终端发送心跳信号的下一心跳时间点。比如，假设终端每隔24小时(即心跳周期为24小时)给网关设备200发送一次心跳信号，上一次接收到终端心跳信号的时间点为前一天早上8点，则下一次接收到终端心跳信号的时间点应该为后一天早上8点。该时间点则为下一心跳时间点。
92.步骤s73，若在下一心跳时间点，接收到终端发送的心跳信号，将数据包发送给终端。在一些实施例中，若在下一心跳时间点未接收终端发送的心跳信号，则确定终端异常，并发送表示终端异常的消息给网络管理平台，以便于网络管理平台对终端进行管理。进一步的，在一些实施例中，网关设备200确定终端异常后，丢弃数据包。如此，以节省存储空间。
93.在本技术的一些实施例中，网关设备200在接收到网络管理平台发送给终端的数据包后，会存储数据包，并返回表示所述终端已接收到所述数据包的响应消息给所述网络管理平台，如此，网络管理平台在发送数据包给终端后，可以及时收到响应消息，降低网络管理平台因未及时接收到响应消息而误判终端异常的概率；另一方面，网关设备200对数据包进行存储，在接收到终端发送的心跳信号，将数据包发送给终端，使得终端可以无需保持苏醒状态，有利于降低网关设备200所连接的终端的功耗。
94.在一些实施例中，将数据包发送给终端，包括：
95.第一通信芯片基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对数据包进行解封装得到数据帧，并将数据帧发送给第二通信芯片。
96.第二通信芯片基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，对数据帧进行解封装，并将解封装得到的信号发送给终端。
97.对数据包进行解封装得到数据帧，并将数据帧发送给第二通信芯片，包括：
98.第一通信芯片基于芯片间的通信协议对数据帧进行封装，并将封装后的数据帧发送给第二通信芯片。
99.基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，对数据帧进行解封装，包括：
100.第二通信芯片基于芯片间的通信协议，对接收到的数据帧进行解封装，并基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，对解封装的数据帧进行解封装。
101.其中，上述将数据包发送给终端的过程，是与上述图4相反的过程，具体可参见图4相关的描述，此处不赘述。
102.图8是本技术的一个实施例提供的网关设备800的结构示意图。
103.在一些实施例中，网关设备800包括第一通信芯片81和基于第一通信协议的第二通信芯片82，第一通信芯片81的计算能力大于第二通信芯片82的计算能力，其中：
104.在一些实施例中，第二通信芯片82用于基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，将从终端接收到的信号封装为数据帧，并将数据帧发送给第一通信芯片81。第一通信芯片81用于基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对数据帧进行封装，并发送封装得到的数据包。
105.在一些实施例中，第一通信芯片81用于若接收到网络管理平台发送给终端的数据包，存储数据包，并返回表示终端已接收到数据包的响应消息给网络管理平台；并基于上一次接收到终端发送的心跳信号的时间以及与终端之间的心跳周期，确定下一次接收到终端发送的心跳信号的下一心跳时间点；以及在下一心跳时间点，接收到终端发送的心跳信号，通过第二通信芯片82将数据包发送给终端。进一步的，所述第一通信芯片81具体用于基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对数据包进行解封装得到数据帧，并将数据帧发送给第二通信芯片82；第二通信芯片82具体用于基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，对数据帧进行解封装，并将解封装得到的信号发送给终端。
106.在一些实施例中，第一通信芯片81用于在网关设备800的已接入网络中，监控各已接入网络的网络性能；并根据监控到的各已接入网络的网络性能，确定向各个已接入网络分配的负载量，其中，网络性能与负载量正相关；并根据各已接入网络的负载量以及待发送至目标网络的数据的数据量，分配通过各已接入网络需发送的数据量，其中，负载量越大的已接入网络，需发送的数据量越大。进一步的，第一通信芯片81具体用于每隔预设时长，在网关设备800的已接入网络中，监控各已接入网络的网络性能。并在在每次监控到各已接入网络的网络性能时，对各已接入网络的负载量进行重新确定。进一步的，网关设备800还包括第一通信协议的第二通信芯片，第一通信芯片的计算能力大于第二通信芯片的计算能力，其中：第二通信芯片用于基于第一通信协议栈中的物理层和mac控制子层，将从终端接收到的信号封装为数据帧，并将数据帧发送给第一通信芯片；以及第一通信芯片还用于基于第一通信协议栈中的除物理层和mac控制子层外的其他层，对数据帧进行封装，以得到发送至目标网络的数据。
107.以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。
108.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。