论文部分内容阅读
随着物联网技术的快速发展,各类智能终端的数据采集需求在不断增长。由于各类智能设备数据传输协议、格式各异,导致每种设备的数据采集都需要有针对性的做适配开发,采集设备无法复用,造成二次开发的复杂性;数据采集量增长也会造成数据传输带宽增长,并增加云端压力。针对此类问题,本文设计了一种基于边缘计算的自适应数据采集物联网关,实现数据的边缘自适应采集计算,将各种采集解析可配置化,让边缘物联网关对设备进行数据采集转换,增强了网关采集的自适应性与通用性。本文主要对以下方面进行了研究与设计:首先,对物联网关边缘计算相关理论进行了研究。首先研究了以网关为核心节点的边缘计算参考架构,对存在网关系统的参考架构进行了设计;其次重点研究了边缘自适应采集,通过旋转门算法初步改进将其与数据平滑度自适应变频相结合,提出了一种基于旋转门-数据平滑度(STD-DS)算法自适应策略,实现对采集转换后的数据的自适应采集,并通过仿真对其理论进行了验证;最后对网关中的可配置匹配解析、计算转换、阈值过滤等方面进行了设计。其次,对物联网关的软硬件系统进行了设计。完成了网关硬件、可配置系统、边缘采集软件、边缘计算应用与自启动检测方面的设计。硬件主要是以MT7620A为核心的开发板及其各输出外设的电路;可配置系统则以Openwrt系统Luci框架为基础设计采集配置模块;边缘采集则是通过采集软件实现物联网关的多模式数据上行传输与下行采集协议的适配,上行采用SOCKET、MQTT、数据库直写方式传输,下行采集为TCP、COM等模式的采集,通过Modbus TCP/RTU协议传输;最后将边缘计算相关理论应用在物联网关中,实现对传感设备的自适应采集与转换计算,并设计了网关自启动检测机制。最后,通过搭建数据采集实验环境对物联网关进行了采集验证,通过采集测试实例与应用实例,验证了本网关的功能性、准确性与自适应特性。结果表明该网关满足设计需求,具有实用性。