基于嵌入式Linux的物聯網網關研究與實現
北京交通大學 常英亮
首先,本文論述了物聯網網關的研究背景及研究現狀,分析目前物聯網網關存在的問題,并針對此問題提出一種基于分層思想的物聯網網關架構。該架構分為三個層次：感知接入層、數據處理層和傳輸應用層。感知接入層可接入三類設備：基于IEEE802.11協議的ARM節點,該設備可運行BATMAN路由協議；基于IEEE802.15.4協議的傳感器節點,該設備可運行RPL路由協議；RFID射頻設備。數據處理層用于對數據包的截獲、分析和處理,可實現CoAP/HTTP協議轉換功能和采集信息本地存儲功能。傳輸應用層用于對數據包的遠程傳輸和應用處理,一方面可實現以太網絡和3G網絡兩種傳輸模式,并能根據網絡變化狀況進行傳輸模式的動態切換,另一方面可實現短信收發功能,當監測環境發生劇烈變化時網關可發送短信提醒用戶,用戶也可向網關發送查詢短信以獲取某個節點的實時監測信息,另外還可實現本地動態曲線顯示功能,使得環境監測信息能夠在網關本地顯示屏中以動態曲線的形式顯示。然后,本文在搭建的硬件平臺基礎上,設計并實現了物聯網網關軟件模塊的功能,并對系統軟件平臺、802.11模塊、802.15.4模塊、RFID模塊、數據包處理模塊、數據存儲模塊、CoAP/HTTP協議轉換模塊、網絡切換模塊、短信消息處理模塊和本地動態曲線顯示模塊的設計思想和技術實現進行了詳細分析。最后,本文搭建測試環境分別對物聯網網關的各項功能進行了測試。測試結果表明,本文開發的基于嵌入式Linux勺物聯網網關系統能夠滿足設計要求。
