傳感器網絡在物聯網家庭網關中的接入和數據聚合.pdf

1、物聯網家庭網關是連接傳感器網絡與互聯網的接入和控制設備，用于家庭內部網絡包括WiFi網絡、傳感器網絡等與互聯網的互聯，實現各種數據的轉換及轉發(fā)。本文主要研究物聯網家庭網關中傳感器網絡節(jié)點的接入以及傳感器網絡的信息處理，其主要工作如下：
　　1.物聯網家庭網關平臺與傳感器網絡的搭建
　　研究當前傳感器網絡以及物聯網發(fā)展現狀和物聯網網絡架構，研究了傳感器網絡與物聯網的關系以及傳感器網絡在物聯網中的應用。根據本課題中物聯網的架構和

2、家庭網關在其中的作用，進行市場調研和家庭網關需求分析，搭建了家庭網關的開發(fā)環(huán)境和傳感器網絡節(jié)點的開發(fā)環(huán)境。
　　2.物聯網家庭網關傳感器網絡接入模塊的開發(fā)實現
　　根據已搭建的物聯網家庭網關的軟、硬件平臺和傳感器網絡的軟、硬件平臺，給出家庭網關傳感器網絡接入模塊的需求分析，提出了利用串口接入傳感器網絡匯聚節(jié)點以實現家庭網關傳感器網絡接入模塊的開發(fā)方案。根據需求分析，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，實現傳感節(jié)點和物聯網其它設備之間數據的收取和轉發(fā)，完成家庭網關傳感器網絡接入模塊的設計和開發(fā)。
　　3.傳感器網絡數據在物聯網家庭網關中的聚合處理
　　物聯網家庭網關在接入傳感器網絡后，需要對傳感節(jié)點的數據進行轉換和轉發(fā)。傳感器網絡中傳感節(jié)點分布廣泛、節(jié)點個數多，每個節(jié)點數據包的包長較短，如

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