论文部分内容阅读
随着物联网的蓬勃发展,掀起了信息行业的新一轮发展浪潮。在整个物联网系统中,感知网络是整个物联网体系中的一个非常重要的组成部分,它是实现物体信息感知和识别的基础。但是随着感知网络中传感器设备的种类不断的多样,数量的不断增加,传输协议的不断变化,导致感知网络和传输网络间的衔接矛盾也越来越突出,这在很大程度上制约了物联网的进一步发展。
为了解决感知网络和传输网络间的衔接矛盾,物联网接入网关应运而生。本文从接入网关在物联网中所处的地位,对其所要实现的功能进行了详细的理论分析,具有的功能主要包括接入能力、协议转换能力和管理能力。另外对接入网关系统的结构进行了详细的描述,包括接入网关和传输网、感知网间的承接关系,以及接入网关内部的功能层次结构,每一层实现不同的功能来说明整个接入网关系统的实现。
本文在对上述问题和相关理论进行分析的基础上,结合了目前的计算机网络技术和嵌入式技术,设计出了一种基于嵌入式Linux的物联网接入网关系统。它可以实现多种感知网络的同时接入和管理,并且能够以多种接入方式接入到传输网进行数据传输。根据接入网关的应用需求,搭建了系统的硬件平台。硬件平台采用了ARM9作为微处理器。根据接入网关的功能模型,对软件进行了模块化编程来实现软件的设计。最后将该网关应用于基站备用电源远程管理系统、室内定位系统等实际的项目中。本文的主要研究工作如下:
(1)通过系统功能需求分析,提出了一种物联网接入网关的功能模型,功能模型包含三个层次,分别是感知接入层、核心层和传输接入层。并对模型中的三层功能进行了详细的分析和解释。
(2)针对系统的实际需求,进行嵌入式系统的裁剪和移植,并且为系统搭载了嵌入式web服务器和数据库,在保持系统完整性的同时,增加了系统接入的扩展能力。
(3)根据接入网关功能模型,设计了一种合理的软件架构,整个软件主要包括感知接入模块、核心模块和传输接入模块三个软件模块。不仅清晰易读,还便于修改和移植,增加系统的应用范围,提高了系统的通用性。
(4)设计了一种队列轮询调度的方法,当同时接入多个感知网络时可以通过设置相应的网络数据优先级来保证数据的实时性。