一種基于嵌入式處理器的多協(xié)議網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

張帥，鄭金龍，李猛，李岳煬

（濟(jì)南大學(xué) 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南，250022）

0 引言

伴隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場總線、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智慧交通、環(huán)境保護(hù)、智能家居等方面都有著越來越廣泛的發(fā)展前景[1,2]。但是隨之也出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部缺乏統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)，必須利用網(wǎng)關(guān)處理多協(xié)議之間的兼容等問題[3]。

網(wǎng)關(guān)又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，能夠起到連接不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，使之能夠各部分之間互聯(lián)互通。文獻(xiàn)[4]設(shè)計(jì)了一種智能家居安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使系統(tǒng)能夠檢測室內(nèi)多項(xiàng)空氣參數(shù)并通過WIFI將數(shù)據(jù)上傳至PC端，提高了智能家居系統(tǒng)感知空氣質(zhì)量的能力。文獻(xiàn)[5]提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制方案，系統(tǒng)主要由STM32主控制器和STC12單片機(jī)組成，系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程控制家居并采集環(huán)境信息。文獻(xiàn)[6]結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。能夠通過多種方式完成多種參數(shù)的傳輸，提高了管理效率并降低了人工成本。

但在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域仍存在著一些問題，制約著進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。

首先是網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的傳輸信息問題。物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的傳感器型號(hào)、類型繁雜，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。未經(jīng)轉(zhuǎn)換直接將傳感器與通信網(wǎng)絡(luò)相連，則會(huì)使服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)擔(dān)負(fù)大量的處理協(xié)議轉(zhuǎn)換的任務(wù)，影響服務(wù)器性能。多協(xié)議網(wǎng)關(guān)能夠更高效、快速的處理、轉(zhuǎn)發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，使服務(wù)器能夠更好的處理其他任務(wù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠以較低的成本擴(kuò)展傳感器網(wǎng)絡(luò)[7]。……