基于Linux的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì).pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的主要接入和組網(wǎng)設(shè)備，承擔(dān)著將物聯(lián)網(wǎng)感知信息封裝成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包并傳送給后臺(tái)服務(wù)器的任務(wù)。在建筑節(jié)能領(lǐng)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(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可有效替代手工抄表等傳統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑能源系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)、控制與管理。
　　在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)之前，本文首先對(duì)具體的建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析，然后根據(jù)能源監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求及能耗數(shù)據(jù)采集的相關(guān)導(dǎo)則要求，對(duì)網(wǎng)關(guān)的功能需求進(jìn)行了全面的分析和匯總，

2、并據(jù)此設(shè)計(jì)了網(wǎng)關(guān)的硬件架構(gòu)與軟件架構(gòu)。
　　為了方便網(wǎng)關(guān)的后期維護(hù)以及盡可能地縮小電路板的設(shè)計(jì)尺寸，硬件部分設(shè)計(jì)采用核心板與擴(kuò)展板的分塊式設(shè)計(jì)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(kuò)展板集成了RS-485數(shù)據(jù)采集模塊、串口控制臺(tái)、以太網(wǎng)、3G網(wǎng)絡(luò)、SD卡、溫度檢測(cè)、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(guān)軟件架構(gòu)可分為驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層三

3、部分，驅(qū)動(dòng)層主要包括看門(mén)狗、溫度檢測(cè)模塊、網(wǎng)卡芯片等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序;操作系統(tǒng)層主要包括U-Boot啟動(dòng)加載程序，Linux內(nèi)核及根文件系統(tǒng)三部分;應(yīng)用層是本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要包括Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，Web配置程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)，軟看門(mén)狗程序設(shè)計(jì)及程序升級(jí)服務(wù)設(shè)計(jì)五部分，其中Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存儲(chǔ)計(jì)量裝置的配置信息，Web配置程序用來(lái)給用戶(hù)提供人機(jī)交互的Web配置界面，并配合采集程序的配置更新服務(wù)一起完成配置信息的增、

4、刪、改、查操作。采集程序主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)端口的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，除此之外，為滿(mǎn)足網(wǎng)關(guān)的功能需求，網(wǎng)關(guān)還具有時(shí)間同步、文件管理、緊急告警及被動(dòng)數(shù)據(jù)采集等功能。軟看門(mén)狗用來(lái)監(jiān)控采集程序的運(yùn)行狀態(tài)，若采集程序出現(xiàn)卡死或中斷，軟看門(mén)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(jí)服務(wù)可為網(wǎng)關(guān)提供本地升級(jí)和遠(yuǎn)程升級(jí)兩種服務(wù)，能為后期的程序升級(jí)提供有效的更新途徑。
　　最后，本文針對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集成功