物聯網網關系統設計
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數據匯聚模塊：實現物理世界數據的采集或者匯聚。
本網關系統采用傳感器網絡的匯聚節點和RFID網絡的閱讀器作為數據匯集設備。
處理/存儲模塊：是網關的核心模塊，它實現協議轉換、管理、安全等各個方面的數據處理及存儲。
接入模塊：將網關接入廣域網，可能采用的方式包括有線（以太、ADSL、FTTx等）、無線（WLAN、GPRS、3G和衛星等），本系統采用WCDMA的接入方式。
供電管理模塊：負責整套系統的電源供給，系統的穩定運行與電源模塊的穩定性能關系密切，此處設計的電源模塊兼有熱插拔和電壓轉換功能。可能的供電方式包括市電、太陽能、蓄電池等。
數據匯聚模塊和處理/存儲模塊之間的接口類型采用UART方式。接入模塊和處理/存儲模塊之間的接口類型采用PCIE方式。網關軟件設計時采用分層結構，最后在應用層實現協議數據的相互轉換。在進行物聯網網關硬件模塊化的同時，實現網關的軟件功能的模塊化，不同的硬件模塊對應不同的驅動模塊；采用動態可加載方式運行，分別提取出接入模塊和數據匯集模塊的公共驅動，根據接入的硬件模塊不同加載不同的驅動模塊，達到驅動硬件模塊的目的，如圖5（b）所示。
3.4 關鍵技術
物聯網網關系統設計中解決了以下幾個關鍵技術。
軟件交互協議的統一：物聯網網關系統的設計思路是以模塊化的方式實現軟硬件的各個部分，使得模塊之間的替換非常容易，以實現不同的感知延伸網絡和接入網絡互聯，屏蔽底層通信差異。其中硬件模塊采用UART總線形式進行連接，軟件則采用模塊化可加載的方式運行，并將共同部分抽象成公共模塊。因此，支持新的數據匯聚模塊和接入模塊則只需要開發相應的硬件模塊和驅動程序即可。另外，添加統一的協議適配層（如圖6所示），將應用數據統一提取出來，按照TLV（type，length，value）的方式進行組織，然后封裝數據包。使得在接入網絡中傳輸的都是標準的IP數據包，其中封裝了TLV格式的采集數據。
統一地址轉換：不同的數據采集網絡使用不同的編址方式，如ZigBee中有16位短地址，6LowPan中有64位地址。在應用中只需要能定位到具體的節點即可，不需要關心節點是采用IP地址還是16位短地址，也不關心節點間的組網是采用ZigBee還是6LowPan或者其他方式。將這些地址轉換為統一的表示方式，有利于應用的開發，因此在網關中實現一種地址映射機制，將IP或者16位短地址映射為統一的ID，在與應用交互過程中只需要關注這個ID即可。具體的映射方式可以采用從1累加的方式，當網關接收到第一個節點數據時，將該節點的地址映射為1，后續的依次加1，將這個映射表保存在網關中。同時還采用老化機制，在一定時間內沒有收到該節點的數據時，將此條映射關系刪除。
采集模塊數據接口的統一：采集模塊與網關之間定義AT指令集，節點通過ZigBee協議組網。在與網關的接口之間只關注一些對采集模塊的控制指令和數據交互指令，不關注具體的組網協議，實現組網協議無關性。
數據映射關系管理：如何管理網關連接的兩種或多種系統中的設備在通信數據中的映射關系，即通常意義上的尋址，是很重要的步驟。而這一部分針對網關所連接的不同，總線設備也有很大區別。本網關對所有可能下掛的模塊的輸入輸出數據格式進行分析，然后分別定義了各個模塊對應的通信接口配置字。
4 結束語
本文旨在研究一種能支持各種傳感器網絡及接入網絡的網關設備，它能支持不同類型的傳感器節點和接入方式，并能為中間件或者應用程序提供統一的數據格式，從而為應用屏蔽不同的傳感器網絡及接入網絡，使得應用程序只需要關注于應用環境的數據處理。本文引用地址：http://www.104case.com/article/156115.htm
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