新一代物聯網網關研究

摘要：簡介了物聯網網關的應用背景，提出了網關的總體方案，列舉了其中關鍵枝術，給出了應用案例，介紹了研究團隊。
關鍵詞：物聯網；網關；ZigBee；RFID；M2M

0 引言
隨著傳感器技術的不斷發(fā)展成熟，成本的不斷降低，多源感知系統(tǒng)將顯著改變數據采集系統(tǒng)以及用戶與便攜式電子產品之間的界面。引導這種發(fā)展趨勢的原始設備制造商已明確指出希望借助這些傳感器在實現用戶對信息隨時隨地動態(tài)感知的設想。這些現代傳感器提供了設計工程師所需要的感知能力，改變了數據采集系統(tǒng)以及人機交互方式。
本研究為西安電子科技大學承擔的中興通訊公司的項目，主要研究基于中興智能手機平臺的新一代物聯網的關鍵技術。旨在用于物聯網關鍵技術的研發(fā)和驗證，為中興通汛研發(fā)新一代智能手機產品提供參考依據。通過中興智能手機與整個物聯網系統(tǒng)的通信，可以實現手機導航，移動訂閱，環(huán)境監(jiān)控，標簽識別，目標感知與定位等功能。研究成果的產品將進一步拓展手機的功能，可廣泛應用在工商業(yè)，家居生活等多領域。

1 總體方案
本項目是未來4G手機的概念平臺，手機作為移動互聯網與無線傳感網的應用網關使用，在設備接入控制與數據文互中需要使用大量的接入協議與數據傳輸協議，通過對協議建模與仿真實驗，文中提出了多協議融合的技術方案，以便于智能手機平臺可在多種場合發(fā)揮作用。
本系統(tǒng)由智能移動信息匯集終端和中興智能手機組成。通過無線網絡，系統(tǒng)可實時采集與傳輸多源數據。手機可根據需要對多源數據進行采集與控制，使周圍的無線傳感器能與手機進行動態(tài)數據交換。
本設計結合無線傳感器技術和嵌入式軟硬件技術，采用RFID Reader、尢線傳感器終端模塊、Wi-Fi模塊、WAPI模塊、ZigBee模塊、GPS模塊以外部擴展方式，確保利用中興智能手機平臺對周圍無線傳感器模塊的實時采集。本研究采用高精度電壓參考芯片為系統(tǒng)信號采集了系統(tǒng)提供參考電壓基準，系統(tǒng)通過ZigBee模塊完成現場溫度、濕度等信息的感知；并采用藍牙Bluetooth(IEEE 802．15)模塊實現評估板多源信息到中興智能手機的無線傳輸。系統(tǒng)的主要支撐技術有嵌入式技術、無線局域組網技術、多協議處理、人機交互界面、RFID等，實現了以智能移動平臺終端為核心的自動化、信息化的多功能信息感知應用系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構
本系統(tǒng)的主要支撐技術有：嵌入式技術、無線局域組網技術、多協議處理、人機交互界面、RFID等，實現了以智能移動平臺終端為核心的自動化、信息化的多功能信息感知應用系統(tǒng)。其系統(tǒng)網絡結構如圖1所示，該網絡結構也是未來物聯網發(fā)展的一個雛形。

在圖1的系統(tǒng)結構中，手機作為一個重要終端，通過藍牙設備到達網關設備，然后由網關設備對ZigBee網絡、電子標簽、3G網絡、Wi-Fi／WAPI網絡、北斗網絡等網絡和設備之間進行完美的網絡融合和技術革新，充分體現了現實物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理這一物聯理念。