【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,嵌入式設(shè)備朝著低功耗、小型化、智能化以及無線連接等方向發(fā)展,即無線智能終端。為了實現(xiàn)對智能終端的遠程管理,實時獲得其采集的有效信息,達到人與物之間的互聯(lián),人們發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)關(guān)。因此,為了進一步實現(xiàn)萬物互聯(lián)的目標(biāo),本文對互聯(lián)網(wǎng)關(guān)進行研究。本文的主要研究工作如下:1.本文提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議轉(zhuǎn)換以及對遠程傳感器節(jié)點進行管理與控制等功能。另外,在L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中,本文提出了一種新的編址方法來表征無線節(jié)點,能夠基于IP地址和組網(wǎng)地址實現(xiàn)快速尋址;然后在網(wǎng)關(guān)中設(shè)置了一種地址映射方案,并對該方案的具體實現(xiàn)過程進行了詳細(xì)的說明。2.結(jié)合實際的應(yīng)用需求,本文提出了L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的硬件系統(tǒng)總體架構(gòu)。在該架構(gòu)中,L2無線通信模塊的作用是建立L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),并且負(fù)責(zé)接收來自L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù),然后通過串口發(fā)送至DSC數(shù)字信號控制器。另外闡述了L2互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計電路,并且對其主要硬件模塊中的每個模塊所選用的元器件進行了詳細(xì)的說明。3.硬件和軟件是相互依存的,因此,為了發(fā)揮L2互聯(lián)網(wǎng)關(guān)硬件的功能,本文對其軟件部分的設(shè)計進行了介紹。主要包括嵌入式TCP/IP協(xié)議棧,L2無線通信協(xié)議的設(shè)計以及地址映射協(xié)議;此外,還對L2認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行了簡要的說明。4.為了驗證本文所提出網(wǎng)關(guān)是可行且可靠的,本文搭建了具有廣泛應(yīng)用場景的“智慧園區(qū)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集”的驗證平臺。對實驗環(huán)境進行了簡單的介紹,對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)采集與處理能力進行了測試,并且對測試結(jié)果進行了分析。
【圖文】：

Rubee，WirelessHART 等。但是這些標(biāo)準(zhǔn)缺乏網(wǎng)關(guān)不僅能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點進行管理，，還可傳感器節(jié)點的地址、狀態(tài)和屬性等信息進行配置的管控；后者是為了對網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行控制、觀察：在物聯(lián)網(wǎng)場景下，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和 L2 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該無縫支持這兩種不同網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議互通。

是雙向的 I/O 端口，既可以作為輸入端口接收數(shù)據(jù)，也可以作為輸出端口發(fā)送數(shù)據(jù)，其對數(shù)據(jù)的操作是雙向的。引腳 PMPA5 通過 SPI 接口與供電電路相連，用于提供串行接口的時序，其中輸入數(shù)據(jù)在時鐘輸入的上升沿進行鎖存，輸出數(shù)據(jù)在時鐘輸入的下降沿移出。PMPA4/PMPA3 通過 SPI 接口分別進行串行數(shù)據(jù)的輸入/輸出，即通過串行的方式將命令、地址和數(shù)據(jù)傳入/傳出器件中。RB7 至 RB9通過串口與 L2 無線通信模塊相連，INT0 至 INT4 表示 5 個外部中斷口，該端口能夠使 DSC 停下正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行預(yù)先編好的其他程序。MCLR 代表主清除（復(fù)位）輸入，該引腳是器件的低電平有效復(fù)位，其提供了兩個特定的設(shè)備功能，分別是設(shè)備復(fù)位和設(shè)備編程與調(diào)試。在設(shè)備編程和調(diào)試期間，必須考慮可以添加到引腳的電阻和電容。AN0-AN31 作為輸入口，其緩存區(qū)類型是模擬的，代表模擬輸入信道。
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP393.11

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