随着物联网技术的飞速发展,物联网应用成为新的经济增长点,在应用中出现的数据传输瓶颈问题成为海内外相关学者研究的重点。物联网在数据传输时容易在网关中出现网络拥塞问题,导致数据丢包,网络性能降低。如何均衡网络负载、合理使用网络资源,整体优化网络性能,成为了物联网研究的重要内容之一。针对物联网数据传输中存在的负载不均衡、可靠性难以保证等问题,本文在现有研究成果的基础上对物联网网关负载均衡的可靠传输策略进行了深入的研究,具体工作如下:首先,针对物联网数据传输过程中,物联网网关上出现的拥塞问题,提出了一种基于改进蚁群算法的物联网网关负载均衡算法。该算法分为两个阶段:第一阶段是根据网络中网关节点的数目和传感器节点的数目对网络进行分区,达到以每个网关节点为首的区域中传感器节点的数目基本相同,接着对每个区域以网关节点为中心的传感器节点进行分层,得到每个传感器节点的层值并存入路由表中;第二阶段对蚁群算法的启发因子进行改进,将传感器节点的剩余能量、负载量以及层值引入到蚁群算法的启发因子中,进而蚁群在寻找路径时能够选择出一条剩余能量较高、负载量较少的数据传输链路,从而得到更加均衡的数据传输网络。其次,采用MATLAB对所提出的算法进行模拟仿真,并且从物联网网关数据传输时的负载均衡度、网络剩余能量、丢包率以及连接比率四个方面对该算法进行详细的评价。与其他算法的仿真结果对比得出本文所提算法具有较高的负载均衡度、较高的网络剩余能量、较低的丢包率、较高的连接比率,这四个方面均表明本文算法的负载均衡性匹配更加优越。为了验证该算法在实际物联网网关负载均衡系统中的表现,搭建了负载均衡实验平台,根据实验平台的整体架构,设计了以ATmega 2560为核心的控制电路以及电源供电电路、无线通信电路等外围硬件电路,并且配置了其元件参数。采用开源IDE平台完成了主程序、无线通信程序、数据信息采集和转发程序等软件的编写,并对所设计的硬件电路进行了性能测试。最后通过多次重复实验并与传统蚁群算法、BEACO算法进行了对比,验证了在相同时间内本文算法传输的数据包个数最多并且接收到数据的时间间隔最短,最终确定了算法的优越性和所设计的网关的可行性。无论是仿真结果还是实验结果均表明:在相同条件下,本文算法的物联网网关负载匹配更加均衡,同时,有效延长了网络的生命周期,为物联网的应用提供了更具有说服力的路由解决方案。依托该算法及其负载均衡实验平台所设计的物联网网关产品TDFY-3400-WG已在太原市功能照明提升项目工程中推广应用,用户反馈情况满意。