基于Android平臺的物聯網網關方案設計

摘要：提出了一種基于Android平臺的物聯網網關方案。該網關通過藍牙串口通信實現物聯網中WSN (無線傳感器網絡)中心節點和Android網關的數據傳輸，在Android平臺上實現WSN節點信息管理并通過Android的網絡資源實現互聯網接入，從而在WSN與互聯網之間搭建一條透明的數據傳輸通道，完成對無線節點的數據進行遠程和實時的監測控制。
關鍵詞：物聯網；WSN；網關

中國已成為第一大移動互聯網市場，在移動互聯網和物聯網的市場非常廣闊，這將使得物聯網應用借助移動互聯網平臺深入到各個領域，實現泛在的接入。目前移動互聯網平臺常見的嵌入式操作系統主要足Linux、WindowsCE、MeeGo、Android、Palm等；其中Android系統的網絡集成性很高，被公認為是一個基于Linux內核并針對移動設備的操作系統。
針對移動終端融合物聯網具有很大的意義，而物聯網接入互聯網的瓶頸是網關 本文提出了基于Android平臺、采用藍牙連接物聯網的網關方案，從而有效避免了物聯網網關的開發瓶頸。

1 基于Android平臺的WSN網關簡介
星云測控系統是由一個WSN主節點和很多WSN測控節點構成一個分布式的測控系統，用于野外的暫時和長期測量、橋梁檢測和大型結構瞬態測試等。基于Android平臺藍牙串口通信的星云測控(WSN)網關結構示意圖如圖1所示：

網關采用基于Android的帶有藍牙和Wifi／WLAN功能的智能平板，采用藍牙連接基于STM32W的WSN測控系統主節點；網關將實現顯示、存儲、人機交互、遠距離通信和網絡通信等功能。網關軟件在Android2．3操作系統下運行，程序在Android Eclipse下開發完成。其工作過程大致為：將網關藍牙與ZigBee主控節點藍牙進行配對、連接和數據傳輸，同時網關通過同一局域網的WiFi連接至遠程終端，實現對ZigBee網絡測控信息的顯示、存儲和控制等，實現網關的通信和管理，完成WSN和互聯網的雙向數據傳輸和控制。

2 Android平臺的物聯網網關的設計方案
網關通過藍牙串口實現與WSN中心節點間的通信，在Android平臺上實現WSN節點信息管理并通過Andrid的網絡資源實現互聯網接入，從而在WSN與互聯網之間搭建一條透明的數據傳輸通道，完成對無線節點的數據進行遠程和實時的監測控制。圖2為基于Android平臺的網關設計框圖，Android平臺下的物聯網網關的軟件實現，需要完成以下步驟：
(1)設置藍牙和Wi—Fi；
(2)發現已經配對或者附近的藍牙設備；
(3)連接設備；
(4)在不同設備之間傳輸數據；
(5)使用Wi—Fi通過無線路南連接同一無線局域網，通過Socket建立基于TCP／IP協議的網絡通信。
(6)網關實現對WSN的管理。

圖3為網關工作流程。 Android的物聯網網關的設計實現了以下功能：啟動藍牙、啟動Wi—Fi、藍牙設備是否可見、搜索藍牙、藍牙設備的配對與連接、藍牙串口通信和網絡通信和網關管理。