基于M2M的物联网网关平台设计及实现

摘要

近年来,随着科学技术的不断发展,出现了大量先进技术,现代信息社会也向“多方位互联”的模式发展。物联网是在互联网的基础上提出来的一种网络概念,它的目的是让所有能够被独立寻址的普通物理对象在现有的网络基础上实现互联互通,最终实现数字世界和实体世界的无缝交互。因此,积极推动物联网技术的发展,扩展其应用领域,具有重要意义。
　　物联网网关是各种物联网应用的核心和枢纽,对物联网的发展和普及起着至关重要的作用。在物联网中,网关是连接无线传感器网络与互联网的桥梁,为了满足对大量感知和控制节点远程管理的需求,可以通过有线的方式实现网络接入,但是这种方式具有布线繁琐、可移动性差、维护成本高等缺点。因此,需要设计一种低成本、高效的网关实现方式。
　　本文首先对网关平台相关技术进行了分析和介绍,在此基础上对系统整体实现方案进行了设计,包括无线传感器网络组网方案的选择、网关结构的设计、软件体系结构的选择等。在该平台中,采用ZIGBEE短距离无线通信技术作为无线传感器网络的组网技术,使用华为公司推出的一款 M2M模块 EM770W提供远程数据传输能力。以S3C2440微处理器为核心,裁剪并移植嵌入式 Linux操作系统,设计了基于M2M技术的无线嵌入式网关,通过提供中间服务器,为前端感知网络和远程监控中心之间搭建一个数据传输通道。接下来在系统整体方案设计的基础上进行了各个模块的功能实现,最后设计了一个简单的控制界面对远程监控系统的总体功能进行了验证。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 相关技术基础概述

2.1 M2M 技术概述

2.2 ZIGBEE 技术概述

2.3 NAT 技术

2.4 本章小结

第三章 系统总体方案设计

3.1 系统网络拓扑结构

3.2 无线传感器网络组网方案

3.3 网关结构设计

3.4 软件体系结构和服务器功能设计

3.5 传输协议

3.6 本章小结

第四章 系统软硬件开发平台搭建

4.1 Linux 交叉编译环境建立

4.2 BootLoader 移植

4.3 嵌入式 Linux 操作系统移植

4.4 文件系统的制作

4.5 本章小结

第五章 系统软件设计及实现

5.1 相关软件设计基础知识

5.2 EM770W 编程

5.3 节点数据采集与控制程序

5.4 网关程序设计

5.5 服务器程序设计

5.6 远程测试平台软件设计

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献