技术摘要：
本发明涉及用于转发传感器数据的网关(405)，网关(405)包括：第一通信模块(101)，其被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传感器数据；处理器(704)，其连接到所述第一通信模块(101)并被配置为用于收集和临时存储所述传感器数据并用于执行描绘通信协议的程序；第二通信  全部
背景技术：
网关用于数据的接收和转发，其中，用于接收和发送的通信协议可以不同。在此， 例如，数据源可以是本地计算机或传感器，并且数据接收器可以是远程计算机(例如，通过 因特网或移动网络与网关连接的服务器)。接口在两侧可以是有线的或无线的。 用于操作网关的能量通常从电网获得，因此无论任何无线接口，灵活性仍不令人 满意。可替代地，网关也可以利用电池来操作，然而，由于网关的通常功耗，因此需要频繁更 换或对电池充电，由此降低经济性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供既灵活又经济的网关及方法。 该目的通过独立权利要求的主题实现。有利的实施例是从属权利要求、下述说明 书以及附图的内容。 根据第一方面，提出一种用于转发传感器数据的网关，所述网关包括第一通信模 块、处理器和第二通信模块。第一通信模块被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传 感器数据。 处理器连接到第一通信模块，并被配置为用于收集和临时存储传感器数据，并且 用于执行描绘通信协议的程序。 第二通信模块连接到处理器，并被配置为用于发送所收集和临时存储的传感器数 据。此外，处理器还被配置为用于接通第二通信模块以发送所收集的数据，并用于在发送所 收集的数据之后关断第二通信模块。 由此，提供了一种接收并收集或临时存储数据并仅在收集之后转发数据的网关。 通信模块被配置为用于分别根据通信协议进行发送和接收；就硬件而言，这意味着要提供 相应的发送和接收频率和调制类型以及由处理器接收的应用数据(例如传感器数据和诸如 标头等管理数据)，以减小载波调制或在相反方向上的解调，然后将其传递给处理器以进行 解码和进一步处理。例如，处理器可以以已知的方式同时执行多个程序，从而可以同时处理 至少两个通信协议。此外，网关可以包括一个或多个用于临时存储数据并存储程序的存储 器。也可以使用两个或多个处理器，然而这提高了功耗。通信模块被配置为用于支持相同或 不同的通信协议。有利地，支持近程协议以接收传感器数据，并且支持适于远程的协议以发 送所收集的数据。在此，协议可以是根据通信标准的协议，但也可以是专有协议。 处理器通过将传感器数据临时存储在存储器中来收集由第一通信模块根据第一 通信协议收集的传感器数据。同时，第二通信模块关断并且可以例如再次接通电源电压。在 此，“关断”也被理解为可以停用第二通信模块的一部分，使得第二通信模块处于节能模式、 4 CN 111585876 A 说　明　书 2/7 页 休眠模式或睡眠模式，并在任何时候可以通过命令被再次唤醒。例如，其他硬件组件可以位 于处理器和通信模块之间，以调节电流和电压。一旦处理器收集了足够的数据或者在一个 特定的时间间隔之后，处理器准备要传输的传感器数据，例如，处理器将传感器数据编码成 根据第二通信协议的格式，接通第二通信模块以发送所收集的传感器数据，并将数据转发 给第二通信模块，第二通信模块最终将数据物理地发送到移动系统的基站。 根据一实施例，网关包括控制单元，并且处理器连接到控制单元，或者处理器是控 制单元的一部分。例如，处理器的接通和关断信号可以仅到达控制单元，控制单元随后提供 物理信号，以接通或关断通信模块。因此，通过处理器“接通”或“关断”通信模块也理解为使 用这种可能存在的控制单元。 根据一实施例，第一通信模块被永久地接通，使得其可以连续地接收传感器数据。 可以以独立于传感器数据的接收的方式进行传感器数据的发送，使得可以同时或在接收中 断时发送传感器数据。当同时发送并接收传感器数据时，可以在发送所收集的数据同时已 经收集新的传感器数据。 根据另一实施例，处理器被配置为用于在接收至少一个传感器数据源的传感器数 据之前接通第一通信模块并且在接收传感器数据之后关断第一通信模块。由此，在例如接 收定时以及传感器数据源(例如，测量单元的通信装置)同步的情况，仅在传感器数据源发 送传感器数据时接收。例如，第一通信模块可以接通并且在发送一个测量周期的所有传感 器数据源数据之前一直保持接通，或者第一通信模块可以针对每个传感器单独接通和关 断，以从传感器数据源接收数据记录。 根据一实施例，网关还包括时间模块，所述时间模块被配置为用于在接通第一通 信模块之前接通处理器，并在关断第一通信模块或第二通信模块之后关断处理器。特别地， 根据一实施例，处理器被配置为用于基于时间模块的时间信号根据可配置的时间顺序接通 和关断第二通信模块和/或第一通信模块。 在此，“处理器的关断或接通”理解为处理器例如完全地通过电源电压关断，或者 停用处理器的一部分，并且可以通过例如信号线上的电压状态来控制停用或激活。 在一情景中，例如，时间模块可以包括信号线，该信号线适合于提供处理器的电 源。一旦为处理器供电，处理器就可以初始化或启动并执行通信处理和传感器数据的收集。 时间模块也可以将信号发送到处于节能模式或休眠模式并通过唤醒信号或唤醒命令再次 完全接通的处理器。 根据另一实施例，时间模块被配置为用于将至少一个传感器数据源与时间模块同 步，并确定传感器数据源的发送间隔。 时间模块可以承担其他任务，例如时间控制通信模块的接通或关断的定时以及与 传感器数据源的同步。例如，关于同步，测量设备(即具有通讯单元的传感器)通过NFC或另 一无线或有线接口登录到网关，并在此过程中与网关同步。对此，例如，时间模块可以包括 实时时钟、计时器、逻辑电路和/或简单处理器，并且也可以包括多个信号输出线，以例如单 独接通或关断接收器模块、处理器和发送器模块。 此外，通过已知的同步技术，例如利用来自卫星导航或时间发射器(例如DCF77)的 信号，能够实现传感器数据源与网关的同步。例如，可以以由时间模块监测的固定时间间隔 进行同步或重新同步。 5 CN 111585876 A 说　明　书 3/7 页 例如，关于通信模块的接通或关断的定时，处理器可以向时间模块询问计时器是 否过期。原则上，计时器也可以在处理器中实现，并且时间模块提供时间基准(例如处理器 的时钟，并因此处理器中的计时器)。然而，在处理器外部也需要计时器(例如在时间模块 内)，以例如在预定时间点接通已关断的处理器。 根据一实施例，网关包括集成的能量存储器，并且网关由集成的能量存储器供电 以用于其操作。例如，集成的能量存储器可以是电池或蓄电器。由于此处所述的构造，能量 需求很少，以致于不需要外部能源。特别地，可以省略有线电源，由此可以在现场非常灵活 地设置网关。根据一实施例，网关从环境中获取其能量或部分能量，例如借助太阳能模块通 过阳光获得，其中，获得的电能可以再次存储在电池或蓄电器中。此外，与电源连接相比，电 池的使用减少了提供所需的低压操作电压所需的电路。 根据一实施例，处理器被配置为用于根据蓝牙LE、远程广域网(LoRa：Long  Range  Wide  Area  Network)、Symphony  Link、Weightless、Wi-Fi  HaLow(WLAN标准802.11ah)、数 字增强无绳通信超低能耗(Dect  ULE：Digital  Enhanced  Cordless  Telecommunications  Ultra  Low  Energy)、M-Bus  Wireless、Wireless  HART或Mioty中的一个或多个网络协议来 操作第一通信模块，并且根据1G、2G、3G或GSM、4G或UMTS、5G或IoT、Sigfox、Waviot、RPMA、 NB-IOT、LTE-M或CAT-M1中的一个或多个通信标准来操作第二通信模块。除了这些本领域的 专业人员已知的协议以外，也可以使用其他协议，例如专有协议或未来协议。 根据一实施例，网关被集成在传感器数据源中。由此可以节约硬件，因为只需要一 个壳体，并且可以使用相同的能源。此外，传感器数据可以通过电缆连接或硬线连接传输到 处理器，由此可以省略传感器的无线通信单元。因为在该情况下既在传感器一侧又在网关 一侧低能耗地进行有线传输，所以额外地降低能耗。此外，节约了额外的装配。 根据一实施例，处理器还被配置为用于在发送之后删除所收集的数据，因此存储 器将再次变为空闲，并且不再发送已发送的数据。存储器可以是非易失性存储器或易失性 存储器。例如，合适的存储类型是环形存储器或环形缓冲区。在该情况下，通过设置当前的 有效存储器区域并覆盖旧数据来实现删除。 根据第二方面，提出一种用于在网关中接收并转发传感器数据的方法，其中，网关 包括时间模块、处理器、第一通信模块和第二通信模块，并且其中，时间模块输出时间值。方 法包括下述步骤： 在步骤S3中，比较时间模块的时间值和第一预定值。在下一步骤S4中，通过第一通 信模块接收传感器数据。在另一步骤S5中，如果时间值对应于第一预定值，那么通过处理器 收集并临时存储所接收的传感器数据。在随后的步骤S7中，检查是否超过数据的数量阈值 或时间模块的第二预定时间值，并且如果超过数据的数量阈值或时间模块的第二预定时间 值，那么执行下述步骤S8-S11： S8：通过处理器接通第二通信模块； S9：在发送阶段期间通过第二通信模块发送所临时存储的数据； S10：通过处理器关断第二通信模块； S11：通过处理器删除所临时存储的数据。 由此，在到达时间值之前一直收集传感器数据，或者收集预定数量的数据，以通过 第二通信模块发送传感器数据。对此，在发送之前通过处理器接通第二通信模块，并在发送 6 CN 111585876 A 说　明　书 4/7 页 之后再次通过处理器关断第二通信模块。接着，例如，删除所收集的传感器数据并重置数据 数量计数器，或者时间模块重置计时器。时间模块也可以被配置为在特定时间点(例如每整 整一个小时)提供信号，所述信号通知应当发送传感器数据。 根据一实施例，方法在步骤S3之前包括下述步骤： S2：通过时间模块开启处理器；及S3：通过处理器接通第一通信模块 此外，根据该实施例的方法在步骤S3之后包括通过处理器关断第一通信模块的步 骤S6，并且在重复步骤S1之前包括通过时间模块关断处理器的步骤S12。 这意味着在接收传感器的数据或一个测量周期的所有传感器的数据之前通过时 间模块接通处理器。如果还没有收集足够的数据或者还没有达到第二通信模块发送数据的 时间点，那么处理器在接收之后再次关断，直到处理器再次由时间模块接通以接收下一个 传感器数据或下一个测量周期的数据。另一方面，如果收集到足够的数据，或者如果达到发 送数据的时间点，那么处理器保持接通，以通过第二通信模块发送数据，然后才再次关断， 直到处理器再次由时间模块接通以进行下一次接收。 根据方法的另一实施例，在步骤S4中在传感器数据间隔期间接收传感器数据包括 根据蓝牙LE、LoRa、Symphony  Link、Weightless、Wi-Fi  HaLow、Dect  ULE、M-Bus  Wireless、 Wireless  HART或Mioty中的一个或多个网络协议进行接收，并且在步骤S9中发送所临时存 储的数据包括根据1G、2G(GSM/GPRS/EDGE)、3G(UMTS/HSPA/LTE)、4G(LTE  Advanced/Pro)、 5G(IoT)、Sigfox、Waviot、RPMA、NB-IOT、LTE-M或CAT-M1中的一个或多个通信标准进行发 送。 根据第三方面，提出一种程序元件，所述程序元件当在网关的处理器上被执行时 指示网关执行根据上述方法的步骤。 根据第四方面，提供一种计算机可读介质，在所述介质上存储上述执行的计算机 元件。 另一方面涉及如上和如下所述的网关在传感器，特别是在填充物位传感器、极限 物位传感器、流量传感器或压力传感器中的用途。传感器可以被配置为用于通过低功率网 络从其环境中收集数据并然后在特定时间将数据(例如使用3G或5G无线标准)发送到服务 器。传感器可以被配置为用于地下水管理或雨水溢流盆地。记录但未实时地传输传感器测 量的物位曲线。例如，每周或每月一次发送测量数据。 附图说明 下文借助示意性附图详细说明本发明的实施例。 图1示出检测传感器测量值的一个示例。 图2示出检测传感器测量值的另一个示例。 图3示出检测传感器测量值的第三个示例。 图4示出根据一实施例的传感器测量值的检测。 图5示出根据第一实施例的操作网关的顺序。 图6示出根据第二实施例的操作网关的顺序。 图7示出根据一实施例的网关的框图。 图8示出根据一实施例的流程图。 7 CN 111585876 A 说　明　书 5/7 页