物联网智能数据采集网关的设计与研究

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物联网被认为是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,是信息领域一次重大的发展和变革机遇。物联网数据采集网关完成数据的汇聚、存储转发,通信协议的转换,软硬件资源的管理,是传感器网与互联网之间的桥梁。对大型公共楼宇能耗数据的监测管理是物联网典型应用之一,有利于节能方案的制定。本文以建筑能耗数据采集为案例,设计出一款适用于物联网环境的智能数据采集网关。  根据建筑能耗数据采集网关的需求,以及物联网网关的基本需求和今后应用的扩展,本文以SBC6020嵌入式单板机为硬件平台,把板上5路RS232接口转换成RS485接口以实现更多能耗表设备数据的采集;在MiniPCI接口上增加相应的模块可以实现无线方式采集传感器网的数据。利用板上CF卡插槽实现数据的本地存储。数据的远程传输可以通过以太网接口,也可以通过MiniPCI接口增加相应的无线通信模块实现。  在软件设计方面,本文首先利用分层设计的思想设计了一个由硬件抽象层、通信协议层、协议适配层、协议转换控制层和人机接口层组成的5层物联网数据采集网关通用模型。其次,以能耗数据采集为案例,实现了该通用网关模型的部分功能,能够采集符合DT/L645、CJ/T188、Modbus协议标准的数据。  物联网环境下的信息安全威胁比互联网更加复杂,本课题通用网关模型的数据机密性和完整性模块是信息安全的基本保障。为了达到更高要求的实时性,本文以轻量级加密算法KLEIN对数据进行加密和做完整性校验,并与AES、MD5算法做了比较分析。
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