基于嵌入式平台的物联网网关关键技术研究

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物联网已经从几年前的概念慢慢成为了生活中的现实。公交系统,食品流通,家居住房等今后都将受益于物联网技术的发展和普及。物联网网关作为将感知设备数据传递到网络应用终端的关键部分,在很大程度上决定了物联网的发展。要发挥出物联网信息化和智能化的优势,需要适用性广,服务性好的物联网网关。针对目前物联网网关还只是做简单数据收发处理,没有对感知设备传输的冗余数据做处理,不能灵活扩展接入信号类型,对物联网应用层不能提供良好交互接口的现状,本文主要做了以下几项研究和设计工作。  (1)分析了物联网网关与感知层设备间的数据传输。本文将感知层设备传输的数据分类为3类,然后研究了数据包的聚合处理方法,该方法目的在于减少数据传输中大量重复传输的数据包头,从而提高传输效率,减少数据延迟。  (2)针对感知层中多个感知设备对同一感知量感测,会产生多个冗余测量数据的情况,本文运用一种改进的Kalman滤波处理算法。该算法在进行滤波前结合了数值检验理论来去除异常错误数据,从而减少滤波结果的误差并提高其可靠性。  (3)设计了网关的并行多协议处理机制,将物联网网关对异构感知层的不同协议信号做了层次分明的模块化处理设计,方便网关根据不同需要,灵活地增删处理模块,增加了网关的广泛适用性。  (4)引入数据库对感知层设备信息和数据信息进行管理,增强网关信息管理能力,为应用层提供高效可靠的数据服务。  (5)设计了平台通用性良好的Web交互功能,为应用层提供可视化交互界面,方便应用层终端对感知层设备的监控与管理。  (6)实现了基于嵌入式平台的物联网网关系统,介绍了感知层设备冗余传输数据优化算法的实现方法和网关中其他关键技术的实现方法,最后功能测试,检验网关是否满足设计要求。
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