物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的設計與研究
4.1 硬件組成
1.RFID標簽:RFID標簽選擇卡片式的,方便演示時使用。
2.固定式閱讀器:固定式閱讀器選擇價格低廉、只有普通的讀寫卡功能的串口閱讀器。
3無線傳感器節(jié)點:無線傳感器節(jié)點選用目前支持IEEE 802.15.4標準的,可以支持ZigBee和 6LoWPAN協(xié)議的節(jié)點。
4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
DEMO系統(tǒng)的網(wǎng)關結(jié)構(gòu)如圖8所示,固定閱讀器和無線傳感器節(jié)點通過RS232跟處理模塊通信,WCDMA通信模塊通過USB跟處理模塊通信。
圖9 基于ARM的處理模塊結(jié)構(gòu) 處理模塊目前考慮兩種實現(xiàn)方式:(1)、采用PC機作為處理模塊(2)、采用ARM處理器實現(xiàn)處理模塊,其硬件結(jié)構(gòu)如圖9所示。服務器使用辦公用的PC機即可。
4.3 軟件組成
1.無線傳感器節(jié)點軟件 無線傳感器節(jié)點軟件基于單片機和C語言開發(fā),在購買的無線傳感器節(jié)點的代碼基礎上能很快完成。
2.網(wǎng)關軟件 網(wǎng)關軟件采用Linux操作系統(tǒng)進行開發(fā),其軟件結(jié)構(gòu)如圖10所示。最底層為各硬件的驅(qū)動程序,在應用程序中實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換、配置管理等應用程序。
需要實現(xiàn)的功能包括:無線傳感器網(wǎng)絡和RFID網(wǎng)絡與WCDMA網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換,這里主要考慮的是各網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)包組織和轉(zhuǎn)換;
配置管理:利用Console、Telnet、Web幾種方式可以對網(wǎng)關進行配置;
3.服務器軟件
服務器軟件的結(jié)構(gòu)如圖11所示。通信模塊負責收發(fā)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理負責將Web/UI產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行組包或者將接收到的數(shù)據(jù)解包存儲到數(shù)據(jù)庫中。
5 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關在物聯(lián)網(wǎng)中起到關鍵作用。本文旨在研究一種能支持各種傳感器網(wǎng)絡及接入網(wǎng)絡的異構(gòu)性網(wǎng)關設備,它能支持不同類型的傳感器節(jié)點(無線如ZigBee、6LoWPAN等,有線如RS485、CAN等)和接入方式(如有線、WLAN、GPRS、3G等),并能為中間件或者應用程序提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式,從而為應用屏蔽不同的傳感器網(wǎng)絡及接入網(wǎng)絡,使得應用程序只需要關注于應用環(huán)境的數(shù)據(jù)處理。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關研究方面下一步將集成了防火墻、VPN、DoS、流量管理、IPS、IDS、上網(wǎng)行為管理、內(nèi)容過濾、WEB安全、防病毒、反垃圾郵件等多種功能模塊,可以滿足多方面的防護需要,從而真正實現(xiàn)立體全方位的保證業(yè)務安全。
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