基于嵌入式Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度日益加快，作為連接感知網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)正在其中扮演著重要角色。然而，目前針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的統(tǒng)一標(biāo)準尚未制定，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備類型千差萬別。人們往往針對某一具體應(yīng)用場景來研發(fā)特定物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，一旦應(yīng)用場景發(fā)生變化，從上層應(yīng)用協(xié)議到下層接口模塊都需要重新開發(fā)，大大增加工程成本，嚴重阻礙物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
　　本文基于上述問題，同時結(jié)合嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于嵌入式Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。該系

2、統(tǒng)既可實現(xiàn)不同感知設(shè)備的接入，又可實現(xiàn)與多種通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互，另外還具有CoAP/HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換、短信收發(fā)、本地動態(tài)曲線顯示等擴展功能，可在多種實際場景中得到應(yīng)用。
　　首先，本文論述了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的研究背景及研究現(xiàn)狀，分析目前物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)存在的問題，并針對此問題提出一種基于分層思想的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)。該架構(gòu)分為三個層次:感知接入層、數(shù)據(jù)處理層和傳輸應(yīng)用層。感知接入層可接入三類設(shè)備:基于IEEE802.11協(xié)議的ARM節(jié)點，該設(shè)備可

3、運行BATMAN路由協(xié)議;基于IEEE802.15.4協(xié)議的傳感器節(jié)點，該設(shè)備可運行RPL路由協(xié)議;RFID射頻設(shè)備。數(shù)據(jù)處理層用于對數(shù)據(jù)包的截獲、分析和處理，可實現(xiàn)CoAP/HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換功能和采集信息本地存儲功能。傳輸應(yīng)用層用于對數(shù)據(jù)包的遠程傳輸和應(yīng)用處理，一方面可實現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)兩種傳輸模式，并能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化狀況進行傳輸模式的動態(tài)切換，另一方面可實現(xiàn)短信收發(fā)功能，當(dāng)監(jiān)測環(huán)境發(fā)生劇烈變化時網(wǎng)關(guān)可發(fā)送短信提醒用戶，用戶也可向網(wǎng)

4、關(guān)發(fā)送查詢短信以獲取某個節(jié)點的實時監(jiān)測信息，另外還可實現(xiàn)本地動態(tài)曲線顯示功能，使得環(huán)境監(jiān)測信息能夠在網(wǎng)關(guān)本地顯示屏中以動態(tài)曲線的形式顯示。
　　然后，本文在搭建的硬件平臺基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件模塊的功能，并對系統(tǒng)軟件平臺、802.11模塊、802.15.4模塊、RFID模塊、數(shù)據(jù)包處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、CoAP/HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)切換模塊、短信消息處理模塊和本地動態(tài)曲線顯示模塊的設(shè)計思想和技術(shù)實現(xiàn)進行了詳細分