傳感器網(wǎng)絡在物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關中的接入和數(shù)據(jù)聚合.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關是連接傳感器網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的接入和控制設備，用于家庭內(nèi)部網(wǎng)絡包括WiFi網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡等與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)發(fā)。本文主要研究物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關中傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的接入以及傳感器網(wǎng)絡的信息處理，其主要工作如下：
　　1.物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關平臺與傳感器網(wǎng)絡的搭建
　　研究當前傳感器網(wǎng)絡以及物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構，研究了傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的關系以及傳感器網(wǎng)絡在物聯(lián)網(wǎng)中的應用。根據(jù)本課題中物聯(lián)網(wǎng)的架構和

2、家庭網(wǎng)關在其中的作用，進行市場調(diào)研和家庭網(wǎng)關需求分析，搭建了家庭網(wǎng)關的開發(fā)環(huán)境和傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的開發(fā)環(huán)境。
　　2.物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關傳感器網(wǎng)絡接入模塊的開發(fā)實現(xiàn)
　　根據(jù)已搭建的物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關的軟、硬件平臺和傳感器網(wǎng)絡的軟、硬件平臺，給出家庭網(wǎng)關傳感器網(wǎng)絡接入模塊的需求分析，提出了利用串口接入傳感器網(wǎng)絡匯聚節(jié)點以實現(xiàn)家庭網(wǎng)關傳感器網(wǎng)絡接入模塊的開發(fā)方案。根據(jù)需求分析，設計接入模塊程序流程圖并確定接入模塊與其它模塊的通信接口，完

3、成接入模塊的概要設計。根據(jù)概要設計，設計接入模塊各子模塊的處理流程圖及處理時序圖，在嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境下進行串口編程寫出功能函數(shù)，實現(xiàn)傳感節(jié)點和物聯(lián)網(wǎng)其它設備之間數(shù)據(jù)的收取和轉(zhuǎn)發(fā)，完成家庭網(wǎng)關傳感器網(wǎng)絡接入模塊的設計和開發(fā)。
　　3.傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關中的聚合處理
　　物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關在接入傳感器網(wǎng)絡后，需要對傳感節(jié)點的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)。傳感器網(wǎng)絡中傳感節(jié)點分布廣泛、節(jié)點個數(shù)多，每個節(jié)點數(shù)據(jù)包的包長較短，如

4、果在家庭網(wǎng)關上對每個傳感節(jié)點收集的數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)，則傳輸信息中的有效載荷會比較低，并且網(wǎng)關發(fā)送數(shù)據(jù)次數(shù)較多，帶來了網(wǎng)絡的擁塞。針對這種情況，本文提出了在家庭網(wǎng)關上增加數(shù)據(jù)聚合模塊，實時地進行傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文的聚合處理。聚合處理能增加信息傳輸中的有效載荷，降低家庭網(wǎng)關中傳感節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送的次數(shù)，有效地提高了網(wǎng)絡的傳輸效率和網(wǎng)絡吞吐量。
　　通過對家庭網(wǎng)關數(shù)據(jù)聚合模塊的仿真，結(jié)果表明聚合模塊減少了家庭網(wǎng)關數(shù)據(jù)發(fā)送模塊40％的被調(diào)用次數(shù)