物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與研究

　　4.1 硬件組成

　　1.RFID標(biāo)簽：RFID標(biāo)簽選擇卡片式的，方便演示時(shí)使用。

　　2.固定式閱讀器：固定式閱讀器選擇價(jià)格低廉、只有普通的讀寫卡功能的串口閱讀器。

　　3無線傳感器節(jié)點(diǎn)：無線傳感器節(jié)點(diǎn)選用目前支持IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的，可以支持ZigBee和 6LoWPAN協(xié)議的節(jié)點(diǎn)。

　　4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　DEMO系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)如圖8所示，固定閱讀器和無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過RS232跟處理模塊通信，WCDMA通信模塊通過USB跟處理模塊通信。

　　圖9 基于ARM的處理模塊結(jié)構(gòu) 處理模塊目前考慮兩種實(shí)現(xiàn)方式：（1）、采用PC機(jī)作為處理模塊（2）、采用ARM處理器實(shí)現(xiàn)處理模塊，其硬件結(jié)構(gòu)如圖9所示。服務(wù)器使用辦公用的PC機(jī)即可。

　　4.3 軟件組成

　　1.無線傳感器節(jié)點(diǎn)軟件 無線傳感器節(jié)點(diǎn)軟件基于單片機(jī)和C語言開發(fā)，在購買的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的代碼基礎(chǔ)上能很快完成。

　　2.網(wǎng)關(guān)軟件 網(wǎng)關(guān)軟件采用Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，其軟件結(jié)構(gòu)如圖10所示。最底層為各硬件的驅(qū)動(dòng)程序，在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換、配置管理等應(yīng)用程序。

　　需要實(shí)現(xiàn)的功能包括：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID網(wǎng)絡(luò)與WCDMA網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，這里主要考慮的是各網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)包組織和轉(zhuǎn)換；

　　配置管理：利用Console、Telnet、Web幾種方式可以對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行配置；

　　3.服務(wù)器軟件

　　服務(wù)器軟件的結(jié)構(gòu)如圖11所示。通信模塊負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理負(fù)責(zé)將Web/UI產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行組包或者將接收到的數(shù)據(jù)解包存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。

　　5 結(jié)束語

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中起到關(guān)鍵作用。本文旨在研究一種能支持各種傳感器網(wǎng)絡(luò)及接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性網(wǎng)關(guān)設(shè)備，它能支持不同類型的傳感器節(jié)點(diǎn)（無線如ZigBee、6LoWPAN等，有線如RS485、CAN等）和接入方式（如有線、WLAN、GPRS、3G等），并能為中間件或者應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，從而為應(yīng)用屏蔽不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)及接入網(wǎng)絡(luò)，使得應(yīng)用程序只需要關(guān)注于應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)處理。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)研究方面下一步將集成了防火墻、VPN、DoS、流量管理、IPS、IDS、上網(wǎng)行為管理、內(nèi)容過濾、WEB安全、防病毒、反垃圾郵件等多種功能模塊，可以滿足多方面的防護(hù)需要，從而真正實(shí)現(xiàn)立體全方位的保證業(yè)務(wù)安全。