新一代物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)研究

摘要：簡(jiǎn)介了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用背景，提出了網(wǎng)關(guān)的總體方案，列舉了其中關(guān)鍵枝術(shù)，給出了應(yīng)用案例，介紹了研究團(tuán)隊(duì)。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)關(guān)；ZigBee；RFID；M2M

0 引言
隨著傳感器技術(shù)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及用戶與便攜式電子產(chǎn)品之間的界面。引導(dǎo)這種發(fā)展趨勢(shì)的原始設(shè)備制造商已明確指出希望借助這些傳感器在實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)信息隨時(shí)隨地動(dòng)態(tài)感知的設(shè)想。這些現(xiàn)代傳感器提供了設(shè)計(jì)工程師所需要的感知能力，改變了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及人機(jī)交互方式。
本研究為西安電子科技大學(xué)承擔(dān)的中興通訊公司的項(xiàng)目，主要研究基于中興智能手機(jī)平臺(tái)的新一代物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。旨在用于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和驗(yàn)證，為中興通汛研發(fā)新一代智能手機(jī)產(chǎn)品提供參考依據(jù)。通過中興智能手機(jī)與整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的通信，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)導(dǎo)航，移動(dòng)訂閱，環(huán)境監(jiān)控，標(biāo)簽識(shí)別，目標(biāo)感知與定位等功能。研究成果的產(chǎn)品將進(jìn)一步拓展手機(jī)的功能，可廣泛應(yīng)用在工商業(yè)，家居生活等多領(lǐng)域。

1 總體方案
本項(xiàng)目是未來4G手機(jī)的概念平臺(tái)，手機(jī)作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用網(wǎng)關(guān)使用，在設(shè)備接入控制與數(shù)據(jù)文互中需要使用大量的接入?yún)f(xié)議與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通過對(duì)協(xié)議建模與仿真實(shí)驗(yàn)，文中提出了多協(xié)議融合的技術(shù)方案，以便于智能手機(jī)平臺(tái)可在多種場(chǎng)合發(fā)揮作用。
本系統(tǒng)由智能移動(dòng)信息匯集終端和中興智能手機(jī)組成。通過無線網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集與傳輸多源數(shù)據(jù)。手機(jī)可根據(jù)需要對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與控制，使周圍的無線傳感器能與手機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換。
本設(shè)計(jì)結(jié)合無線傳感器技術(shù)和嵌入式軟硬件技術(shù)，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(kuò)展方式，確保利用中興智能手機(jī)平臺(tái)對(duì)周圍無線傳感器模塊的實(shí)時(shí)采集。本研究采用高精度電壓參考芯片為系統(tǒng)信號(hào)采集了系統(tǒng)提供參考電壓基準(zhǔn)，系統(tǒng)通過ZigBee模塊完成現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度等信息的感知；并采用藍(lán)牙Bluetooth(IEEE 802．15)模塊實(shí)現(xiàn)評(píng)估板多源信息到中興智能手機(jī)的無線傳輸。系統(tǒng)的主要支撐技術(shù)有嵌入式技術(shù)、無線局域組網(wǎng)技術(shù)、多協(xié)議處理、人機(jī)交互界面、RFID等，實(shí)現(xiàn)了以智能移動(dòng)平臺(tái)終端為核心的自動(dòng)化、信息化的多功能信息感知應(yīng)用系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)
本系統(tǒng)的主要支撐技術(shù)有：嵌入式技術(shù)、無線局域組網(wǎng)技術(shù)、多協(xié)議處理、人機(jī)交互界面、RFID等，實(shí)現(xiàn)了以智能移動(dòng)平臺(tái)終端為核心的自動(dòng)化、信息化的多功能信息感知應(yīng)用系統(tǒng)。其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)雛形。

在圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，手機(jī)作為一個(gè)重要終端，通過藍(lán)牙設(shè)備到達(dá)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，然后由網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)、電子標(biāo)簽、3G網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi／WAPI網(wǎng)絡(luò)、北斗網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之間進(jìn)行完美的網(wǎng)絡(luò)融合和技術(shù)革新，充分體現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理這一物聯(lián)理念。