物聯網網關系統設計
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（3）可管理能力
強大的管理能力，對于任何大型網絡都是必不可少的。首先要對網關進行管理，如注冊管理、權限管理、狀態監管等。網關實現子網內節點的管理，如獲取節點的標識、狀態、屬性、能量等以及遠程喚醒、控制、診斷、升級和維護等。由于子網的技術標準不同，協議的復雜性不同，所以網關具有的管理能力不同。本文提出基于模塊化物聯網網關方式來管理不同的感知網絡、不同的應用，保證能夠使用統一的管理接口技術對末梢網絡節點進行統一管理。
3 物聯網網關系統設計
物聯網網關可以實現感知網絡和基礎網絡以及不同類型的感知網絡之間的協議轉換，既可以實現廣域互聯，也可以實現局域互聯。本物聯網網關設計面向感知網絡的異構數據感知環境，為有效屏蔽底層通信差異化進行有效網絡融合和數據通信，采用模塊化設計、統一數據表示、統一地址轉換等實現。下面從物聯網網關的層次結構、信息交互流程和系統實現3個方面來進行闡述。
3.1 層次結構
物聯網網關支持感知延伸設備之間的多種通信協議和數據類型，實現多種感知延伸設備之間數據通信格式的轉換，對上傳的數據格式進行統一，同時對下達到感知延伸網絡的采集或控制命令進行映射，產生符合具體設備通信協議的消息。物聯網網關對感知延伸設備進行統一控制與管理，向上層屏蔽底層感知延伸網絡的異構性，共分為4層，分別為業務服務層、標準消息構成層、協議適配層和感知延伸層，如圖2所示。
（1）業務服務層
業務服務層由消息接收模塊和消息發送模塊組成。消息接收模塊負責接收來自物聯網業務運營管理系統的標準消息，將消息傳遞給標準消息構成層。消息發送模塊負責向業務運營管理系統可靠地傳送感知延伸網絡所采集的數據信息。該層接收與發送的消息必須符合標準的消息格式。
（2）標準消息構成層
標準消息構成層由消息解析模塊和消息轉換模塊組成。消息解析模塊解析來自業務服務層的標準消息，調用消息轉換模塊將標準消息轉換為底層感知延伸設備能夠理解的依賴于具體設備通信協議的數據格式。當感知延伸層上傳數據時，該層的消息解析模塊則解析依賴于具體設備通信協議的消息，調用消息轉換模塊將其轉換為業務服務層能夠接收的標準格式的消息。消息構成層是物聯網網關的核心，完成對標準消息以及依賴于特定感知延伸網絡的消息的解析，并實現兩者之間的相互轉換，達到統一控制和管理底層感知延伸網絡，向上屏蔽底層網絡通信協議異構性的目的。
（3）協議適配層
協議適配層保證不同的感知延伸層協議能夠通過此層變成格式統一的數據和控制信令。
（4）感知延伸層
此層面向底層感知延伸設備，包含消息發送與消息接收兩個子模塊。消息發送模塊負責將經過消息構成層轉換后的可被特定感知延伸設備理解的消息發送給底層設備。
消息接收模塊則接收來自底層設備的消息，發送至標準消息構成層進行解析。
感知延伸網絡由感知設備組成，包括射RFID、GPS、視頻監控系統、各類型傳感器等。感知延伸設備之間支持多種通信協議，可以組成Lonworks和Zigbee以及其他多種感知延伸網絡。
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