基于嵌入式Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn)

北京交通大學(xué)  常英亮

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(wèn)題,并針對(duì)此問(wèn)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(gè)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(lèi)設(shè)備：基于IEEE802.11協(xié)議的ARM節(jié)點(diǎn),該設(shè)備可運(yùn)行BATMAN路由協(xié)議；基于IEEE802.15.4協(xié)議的傳感器節(jié)點(diǎn),該設(shè)備可運(yùn)行RPL路由協(xié)議；RFID射頻設(shè)備。數(shù)據(jù)處理層用于對(duì)數(shù)據(jù)包的截獲、分析和處理,可實(shí)現(xiàn)CoAP/HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換功能和采集信息本地存儲(chǔ)功能。傳輸應(yīng)用層用于對(duì)數(shù)據(jù)包的遠(yuǎn)程傳輸和應(yīng)用處理,一方面可實(shí)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(jìn)行傳輸模式的動(dòng)態(tài)切換,另一方面可實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)功能,當(dāng)監(jiān)測(cè)環(huán)境發(fā)生劇烈變化時(shí)網(wǎng)關(guān)可發(fā)送短信提醒用戶(hù),用戶(hù)也可向網(wǎng)關(guān)發(fā)送查詢(xún)短信以獲取某個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息,另外還可實(shí)現(xiàn)本地動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)顯示功能,使得環(huán)境監(jiān)測(cè)信息能夠在網(wǎng)關(guān)本地顯示屏中以動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)的形式顯示。然后,本文在搭建的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件模塊的功能,并對(duì)系統(tǒng)軟件平臺(tái)、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(chǔ)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(dòng)態(tài)曲線(xiàn)顯示模塊的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。最后,本文搭建測(cè)試環(huán)境分別對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,本文開(kāi)發(fā)的基于嵌入式Linux勺物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

基于嵌入式Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn)