随着物联网的快速发展,物联网中“物”的类型越来越多样化,复杂化,要求物联网网关能够适应复杂环境的软硬件要求。然而,在面对复杂的应用环境时,现有的物联网网关设计常常具有功耗过高,吞吐量低等缺点。因此,如何避免不必要的功耗,提高物联网系统的吞吐量在物联网网关的设计中具有重要意义。近些年,嵌入式异构网融合网关受到了人们的广泛关注,为解决上述问题提供了有效途径。另外,由于嵌入式异构网融合网关设计的复杂性,多数现有设计方法很少考虑如何兼容多种通信协议的问题。为此,本文提供一种兼容多种通信协议,且具有低功耗、高吞吐量等特点的嵌入式异构网融合网关的设计方法,并通过必要的实验来验证所提设计方法的有效性。本文的主要研究及开发工作如下:首先,对网关系统进行总体设计,实现了一个支持多种通信方式的嵌入式异构网融合网关设计方案。本方案支持Wi Fi、BLE、Zig Bee等常用的通信方式,可适配BLE、Zig Bee等流行的短距离无线通信终端设备,并在保证高吞吐量的前提实现可靠、稳定并节能的通信。为了解决异构网数据交互的问题,本文设计了一种可以用于进行多协议适配的Post协议,实现了POST通信协议下跨越若干异质网络的链路层或传输层之间的可靠通信;为了保证网关数据传输可靠安全,本文网关对传输的数据使用对称加密(AES)技术,通过定期设置并更新数据的解密密钥,实现数据的加密和解密,达成传输双方可靠,安全的通信;为了提高数据的传输速度,本文设计了双缓冲“乒乓”存储,在SDRAM中建立两级“乒乓”缓冲据队列,提高网关数据传输的吞吐量;为了使网关功耗降低,本文设计了低功耗sleep模式,通过在网关空闲任务中嵌入低功耗sleep模式,使网关在不工作时进入低功耗状态,降低了网关的功耗。其次,开发完成了网关硬件,选用意法半导体公司的STM32F429芯片作为主控芯片,并以主控芯片为核心设计了SDRAM电路,Wi Fi、Zig Bee、BLE模块电路等电路,实现了网关的各项硬件功能。再次,开发完成了网关软件,主要完成了Free RTOS实时操作系统等工具软件的移植,网关管理程序各个任务的设计工作。在网关管理程序设计中,设计了USB任务、数据接收任务、数据拷贝任务、网关数据处理任务、登录及心跳任务、数据分配任务、BLE任务、Zig Bee任务、看门狗任务等任务,实现了网关的各项软件功能。最后,对设计完成的异构网融合网关的主要功能和性能进行了测试。测试结果表明,异构网融合网关性能可靠,稳定,可实现跨越若干异质网络的链路层或传输层之间的可靠通信,并在确保传输速度与传输稳定性不变的前提下实现网关的低功耗。