基于嵌入式系统的物联网网关研究与实现

随着物联网的兴起和不断发展,带动了信息产业的又一次浪潮。在整个物联网中,传感网络是整个物联网的关键组成部分之一。传感网络中传感器设备将抽象事物具体化、数字化,使得人与物、物与物之间也可以进行信息的交换。然而随着传感器设备种类和数量的不断增加,传感网络与传输网络之间衔接的矛盾也日渐突出,严重阻碍了物联网的进一步发展。 物联网网关在物联网网络架构中起着重要的纽带作用。本文通过其在整个物联网中的重要地位,从理论的角度对其所需要实现的功能进行了详细的分析,包括接入能力、协议转换能力、管控能力等。除此之外,对整个网关系统的结构做了详细的阐述,包括网关对整个物联网网络的承接关系以及其本身的系统结构都做了详细的分析。网络的承接关系主要说明物联网网关对传输网络和传感网络的连接,体现其网络体系结构；系统结构主要说明物联网网关系统本身的功能层次结构,通过每层实现不同的功能来说明网关的转换原理。 本文基于上述问题和理论分析,同时结合目前的通信技术和嵌入式系统应用,设计了一种物联网网关硬件系统,可以实现不同类型设备的接入,同时也实现了以不同方式与传输网络进行数据交换。根据该网关系统的应用和实际需求,结合理论分析和实际系统选型,选择了基于ARM9微处理器作为其核心的硬件系统。根据嵌入式硬件系统设计原理搭建物联网网关硬件平台,并移植嵌入式ARM-linux操作系统。基于该平台,接入相应的传感器设备,在本文中实现了温湿度传感器和Zigbee无线传输节点的接入。在传输技术方面,本网关实现了常用的以太网传输和短信平台的硬件功能。除了硬件设备的设计,需要通过编写相应的应用软件实现物联网网关对传感节点数据的读写以及实现物联网网关和传输网络之间的数据交换。