發(fā)布時(shí)間：2020-01-25 05:15

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度日益加快,作為連接感知網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)正在其中扮演著重要角色。然而,目前針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尚未制定,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備類型千差萬別。人們往往針對某一具體應(yīng)用場景來研發(fā)特定物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,一旦應(yīng)用場景發(fā)生變化,從上層應(yīng)用協(xié)議到下層接口模塊都需要重新開發(fā),大大增加工程成本,嚴(yán)重阻礙物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。 本文基于上述問題,同時(shí)結(jié)合嵌入式系統(tǒng)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于嵌入式Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)不同感知設(shè)備的接入,又可實(shí)現(xiàn)與多種通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互,另外還具有CoAP/HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換、短信收發(fā)、本地動(dòng)態(tài)曲線顯示等擴(kuò)展功能,可在多種實(shí)際場景中得到應(yīng)用。 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)存在的問題,并針對此問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,用戶也可向網(wǎng)關(guān)發(fā)送查詢短信以獲取某個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息,另外還可實(shí)現(xiàn)本地動(dòng)態(tài)曲線顯示功能,使得環(huán)境監(jiān)測信息能夠在網(wǎng)關(guān)本地顯示屏中以動(dòng)態(tài)曲線的形式顯示。 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,本文搭建測試環(huán)境分別對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明,本文開發(fā)的基于嵌入式Linux勺物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5;TP391.44

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫其博;劉杰;黎，

本文編號(hào)：2572916