【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,嵌入式設備朝著低功耗、小型化、智能化以及無線連接等方向發(fā)展,即無線智能終端。為了實現(xiàn)對智能終端的遠程管理,實時獲得其采集的有效信息,達到人與物之間的互聯(lián),人們發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)關。因此,為了進一步實現(xiàn)萬物互聯(lián)的目標,本文對互聯(lián)網(wǎng)關進行研究。本文的主要研究工作如下:1.本文提出了一種能夠實現(xiàn)L2認知網(wǎng)絡與以太網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)絡架構,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉發(fā)、協(xié)議轉換以及對遠程傳感器節(jié)點進行管理與控制等功能。另外,在L2認知網(wǎng)絡中,本文提出了一種新的編址方法來表征無線節(jié)點,能夠基于IP地址和組網(wǎng)地址實現(xiàn)快速尋址;然后在網(wǎng)關中設置了一種地址映射方案,并對該方案的具體實現(xiàn)過程進行了詳細的說明。2.結合實際的應用需求,本文提出了L2認知網(wǎng)絡與以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)關的硬件系統(tǒng)總體架構。在該架構中,L2無線通信模塊的作用是建立L2認知網(wǎng)絡,并且負責接收來自L2認知網(wǎng)絡中傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù),然后通過串口發(fā)送至DSC數(shù)字信號控制器。另外闡述了L2互聯(lián)網(wǎng)關的設計電路,并且對其主要硬件模塊中的每個模塊所選用的元器件進行了詳細的說明。3.硬件和軟件是相互依存的,因此,為了發(fā)揮L2互聯(lián)網(wǎng)關硬件的功能,本文對其軟件部分的設計進行了介紹。主要包括嵌入式TCP/IP協(xié)議棧,L2無線通信協(xié)議的設計以及地址映射協(xié)議;此外,還對L2認知網(wǎng)絡中傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行了簡要的說明。4.為了驗證本文所提出網(wǎng)關是可行且可靠的,本文搭建了具有廣泛應用場景的“智慧園區(qū)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集”的驗證平臺。對實驗環(huán)境進行了簡單的介紹,對網(wǎng)關系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)采集與處理能力進行了測試,并且對測試結果進行了分析。
【圖文】：

Rubee，WirelessHART 等。但是這些標準缺乏網(wǎng)關不僅能夠對傳感器節(jié)點進行管理，，還可傳感器節(jié)點的地址、狀態(tài)和屬性等信息進行配置的管控；后者是為了對網(wǎng)關設備進行控制、觀察：在物聯(lián)網(wǎng)場景下，傳統(tǒng)網(wǎng)絡和 L2 認知網(wǎng)絡應該無縫支持這兩種不同網(wǎng)絡間的協(xié)議互通。

是雙向的 I/O 端口，既可以作為輸入端口接收數(shù)據(jù)，也可以作為輸出端口發(fā)送數(shù)據(jù)，其對數(shù)據(jù)的操作是雙向的。引腳 PMPA5 通過 SPI 接口與供電電路相連，用于提供串行接口的時序，其中輸入數(shù)據(jù)在時鐘輸入的上升沿進行鎖存，輸出數(shù)據(jù)在時鐘輸入的下降沿移出。PMPA4/PMPA3 通過 SPI 接口分別進行串行數(shù)據(jù)的輸入/輸出，即通過串行的方式將命令、地址和數(shù)據(jù)傳入/傳出器件中。RB7 至 RB9通過串口與 L2 無線通信模塊相連，INT0 至 INT4 表示 5 個外部中斷口，該端口能夠使 DSC 停下正在執(zhí)行的程序，轉去執(zhí)行預先編好的其他程序。MCLR 代表主清除（復位）輸入，該引腳是器件的低電平有效復位，其提供了兩個特定的設備功能，分別是設備復位和設備編程與調試。在設備編程和調試期間，必須考慮可以添加到引腳的電阻和電容。AN0-AN31 作為輸入口，其緩存區(qū)類型是模擬的，代表模擬輸入信道。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP393.11

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本文編號：2683144