基于Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設計.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為物聯(lián)網(wǎng)應用中的主要接入和組網(wǎng)設備，承擔著將物聯(lián)網(wǎng)感知信息封裝成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包并傳送給后臺服務器的任務。在建筑節(jié)能領域中，憑借物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳輸、智能處理的特點，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可有效替代手工抄表等傳統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)對建筑能源系統(tǒng)的智能監(jiān)測、控制與管理。
　　在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設計之前，本文首先對具體的建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)進行了分析，然后根據(jù)能源監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求及能耗數(shù)據(jù)采集的相關導則要求，對網(wǎng)關的功能需求進行了全面的分析和匯總，

2、并據(jù)此設計了網(wǎng)關的硬件架構(gòu)與軟件架構(gòu)。
　　為了方便網(wǎng)關的后期維護以及盡可能地縮小電路板的設計尺寸，硬件部分設計采用核心板與擴展板的分塊式設計方案，其中核心板主要集成了主控芯片AT91SAM9G20、RAM、ROM及電源模塊等部分，擴展板集成了RS-485數(shù)據(jù)采集模塊、串口控制臺、以太網(wǎng)、3G網(wǎng)絡、SD卡、溫度檢測、USB、RTC、電源模塊等部分。
　　根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，網(wǎng)關軟件架構(gòu)可分為驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層和應用層三

3、部分，驅(qū)動層主要包括看門狗、溫度檢測模塊、網(wǎng)卡芯片等設備的驅(qū)動程序;操作系統(tǒng)層主要包括U-Boot啟動加載程序，Linux內(nèi)核及根文件系統(tǒng)三部分;應用層是本文設計的重點，主要包括Sqlite3數(shù)據(jù)庫設計，Web配置程序設計，數(shù)據(jù)采集程序設計，軟看門狗程序設計及程序升級服務設計五部分，其中Sqlite3數(shù)據(jù)庫用來存儲計量裝置的配置信息，Web配置程序用來給用戶提供人機交互的Web配置界面，并配合采集程序的配置更新服務一起完成配置信息的增、

4、刪、改、查操作。采集程序主要用來實現(xiàn)對六個端口的數(shù)據(jù)采集，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至服務器，除此之外，為滿足網(wǎng)關的功能需求，網(wǎng)關還具有時間同步、文件管理、緊急告警及被動數(shù)據(jù)采集等功能。軟看門狗用來監(jiān)控采集程序的運行狀態(tài)，若采集程序出現(xiàn)卡死或中斷，軟看門狗就能迅速地重啟采集程序，從而保證數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性。程序升級服務可為網(wǎng)關提供本地升級和遠程升級兩種服務，能為后期的程序升級提供有效的更新途徑。
　　最后，本文針對網(wǎng)關設備的數(shù)據(jù)采集成功