物联网的嵌入式智能网关设计

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摘要：在经济全球一体化的背景之下，物联网技术的应用得到了高度重视，拥有广阔的发展前景。本文首先介绍了物联网网关，对物联网系统的功能和设计进行了分析，然后介绍了物联网网关的硬件设计和软件设计，其平台主要是嵌入式系统。

关键词：物联网；嵌入式智能网；研究

目前，全球都十分关注物联网技术以及其所带来的价值，掌握物联网技术无疑占据了主动的地位，因此不能忽视其广泛的市场前景。

1物联网网关概述

目前，物联网的结构有三种分类：感知层、网络层以及应用层。1.1感知层同人体的感知一样，物联网也有感知层。该结构主要是借助传感器去感知，同人们一样去识别相关信息，这赋予了物联网以智能感知的功能。1.2网络层网络层的功能就像是人体神经系统对信息进行处理一样，与感知层相比，其功能更加强大，也更加复杂。1.3应用层应用层是第三层结构，也是物联网结构的顶层，能够实现物联网技术和其他技术的结合，实现物联网的多领域、多行业应用。并且，这三种结构缺一不可。感知层能够起到感知信息的作用，其主要是借助传感器来实现的，如果没有太多的传感器，还可以借助网络与设备的连接实现传感器的功能，但这样会造成资源浪费。为了节省资源，顺利实现数据传送，最好能够将所有的设备与网络层相连，实现数据的统一传送。为了避免传感器设备不足造成的资源浪费问题，最好能够在感知层和网络层之间设置一个汇聚层，通过该汇聚层衔接这两个结构，就不会出现资源浪费的问题，并且能够实现数据的传送。

1.1物联网系统的分析物联网网关需要高度重视，其功能先进，全面，不仅可以感知，还能够实现远程监控，并且可以接入不同的网络。物联网网关的感知功能主要是以网络形式来体现的，并且配合多功能传感器获取不同的信息进行感知。这些传感器的接入形式不同，从目前来看，主要可分为有线和无线两种接入模式。有线接入的速度较慢，不具备无线接入的某些功能，因此，无线网络的应用越来越频繁。目前，常见的移动设备都具备无线网络的接入功能，并能够实现快速传送，这样就可以大大提高无线网络的使用范围。随着无线网络的不断发展，其必定会成为主要的接入方式。不同结构进行网络互通所采用的传感器不同，对信息的感知也会不同，为了实现不同结构的网络互通，需要设置一个协议网络。因为，协议网络可以实现不同结构的网络互通，如果没有协议网络的支持，数据的交流就会变得十分困难。目前常见的协议网络主为Modbus，在许多领域都有其身影。在物联网系统中，检测控制管理是一个重要的功能，其主要目的是对数据进行监控，实现科学的管理。首先，在网关中有许多不同的功能，对这些功能进行合理控制，就能够实现物联网技术的突破，为人们的生产和生活带来方便。其次，对网络连接进行集中管理，也是检测控制管理的常见功能。检测控制管理主要是对系统和外界的网络进行内外监控与管理，其功能更加全面。

1.2物联网系统的整体设计策略物联网网关之所以很重要，主要是由于人们对于物联网系统的要求越来越高，因此，物联网网关的形式设计就受到了人们的高度重视。目前，物联网的运行平台主要有PC机和嵌入式。由于嵌入式系统内核小、专用性强，在许多领域占据主导地位。因此，嵌入式系统的优势更大，其应用范围也越来越广泛。物联网网关的设计有许多方式，借助嵌入式系统进行设计是可行的，并且大大推动了物联网网关的发展。

2物联网网关硬件的设计

进行物联网网关硬件设计的时候，必须要考虑到网关所运行的环境，以及网关自身对硬件的要求。总体来看，网关硬件设计需要遵循成本低、降低能源消耗、实现高效率处理的原则，因此，常见的硬件设计就是采用AT9LSAM9260。该平台具有极好的兼容性，存储空间大，能够高效处理信息，在苛刻的环境下也不影响网关的正常运行。对于接入方式的选择，主要以无线接入为主。物联网的硬件是物联网网关中非常重要的一部分，以其内部的主控制器电路为例，其关系到系统的数据转换和网关功能的实现，因此要注意其严谨性。目前，网络接口电路主要有MII和RMII两种模式，这两种模式可以通过对应硬件引脚配置来达到所需目的。对于物联网中串行接口电路设计，一般会选择RS232和RS485。在进行串口设计的时候，应用这两种方式，一方面可以起到节能降耗的效果，另一方面能够优化物联网系统，实现不同结构网络的互通。进行串口设计之后，还要增加一些模块，这样才能真正实现物联网网关硬件的功能。

3物联网网关软件的设计

在进行物联网网关软件的设计的时候，需要对通信接口的数据进行采集和处理，因此要对整个框架进行分层。分层之后，对不同的层要进行处理，底层要搜集数据，中间层要处理数据，实现数据的传送，并设置相应的监控模块进行监控。为了确保物联网系统的灵活性，一方面要保证不同模块之间的有机联系，另一方面要实现系统整体功能和谐统一。在本次研究中，物联网网关的设计与实现的平台主要是嵌入式系统，而不是传统的PC平台。但是，由于要优化物联网网关软件设计，还需要借助PC平台进行代码的开发与调试。

4结束语

综上所述，物联网网关的开发与设计主要采取嵌入式系统，能够满足人们生产和生活的需要。随着社会的进步和科学水平的不断提升，相信在不久的将来，物联网系统会更加完善。

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作者：于广艳 单位：哈尔滨石油学院