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物联网是智能化的技术基础，它改变着人们的生活与生产方式，物联网通过对具体事物的实时感知，对其进行智能控制提高产品质量。物联网的接入方式也是多种多样，比如广域的PSTN、基于传感器的Zigbee/GPRS技术等。可以通过多种手段把物联网网关结合起来，满足局部区域的通信需求。以便完成转发、控制、编码等功能的实施，最终建立智能控制网络。
1 物联网概述
物联网是信息技术发展下的产物，它是通过红外线感应器、激光扫描器、GPS等信息传感设备，按照一定的协议，实现空间内的信息交换与无阻碍通信，是实现智能化识别、定位、监控以及管理的一种智能网络。它具有全面感知、传输以及智能处理等功能，是当今最为先进的智能技术。
物联网简单地说就是物物相连的互联网，它的本质还是互联网，是在互联网基础上发展扩充的网络，它的用户端延伸至任何领域，进行信息的传输与通信。物联网相对于互联网有着明显的优势特征，首先表现在它是各种感知技术的广泛应用，物联网上有很多的类型的传感器组成，每一个传感器相当于一个信息源，不同类型的传感器，所传递的信息业不相同，从而形成海量信息的储存。
2 物联网网关系统设计与实现
一般情况下，物联网的应用体系主要有3个层次组成：感知层、传送层以及应用层，而物联网的网关处于中间的传送层。其中感知层的主要功能是解决数据的获取问题，它的关键技术是检测技术和短距离无线通信技术；传输层主要解决感知层获得的数据信息，然后对收集到的数据信息进行远距离传输操作，此操作的关键技术是网络技术以及通信技术等；物联网网关应用层主要解决信息数据的处理与信息数据的服务等问题，它的关键技术是智能处理。
2.1 物联网网关需求分析
物联网的网关在网络与无线传感器之间，主要进行数据的转发、信息管理以及转换的操作功能等等，网关支持2G/3G接入、DSL接入、光接入以及其他形式的接入方式，通过这些接入技术把互联网与传感器连接起来。网关的选择应该以其具体的应用为指导原则，硬件处理器应该选择能耗低、处理功能强大、便于控制的处理器，而且必须具有一定的开放性功能，以便以后的升级和不同通信方式的接入。在软件方面网关应该能实现ZigBee通信和外网通信的功能，以便实现数据的外部输出功能。
网关需求可以从数据转发、协议转换、管理控制三个方面来分析，其中数据转发是互联网与传感网络之间的桥梁，物联网网关最基础的功能郎数据转发，物联网网关应能够正确接收传感网终端、互联网终端发送的收据。协议转[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]换是指物联网刚关应宴现在接收到传感器数据后，对传感器数据进行梆议转按.将重封装后的传感器数据上报。管理控制，物联网能对传感器声点的进行部分管理控制功能。
2.2 功能指标
基于Zigbee/GPRS物联网网关在ZigBee网络中的角色定位是协调器，功能是新建网络，分配网络地址；具有外部网络的接入功能，将采集的信息发送给外部的数据中心服务器，并接收外部网络对传感网的控制命令，对ZigBee网络进行控制和管理；无线通信功能，通过RF射频模块与终端节点通信，收发数据；另外还有串口通信功、存储数据和参数的功能等等。
2.3 网关的硬件以及软件的设计
2.3.1 硬件设计
物联网网关的硬件一般由Sink节点、ARM开发板、以及GPRS无线通信3部分组成，具体的设备包括嵌入式ARM微机理芯片、GPRS无线通信模址、Zlgbee通信模块、电源、FIASH模块等等。物联网采用的是是ARM9架构的32位RISC处理器，芯片是64M Flzshdeng，嵌人了基于Zigbee芯片的无线收发模块，实现网络间的数据传输功能。GPRS无线通信模块是传感网络与物体间的桥梁，主要其嫁接的作用。
2.3.2 软件设计
物联网网关的软件组成比较复杂，它主要负责管理平台与感知节点的交互。感知节点通过数据处理模块负责收集相关传感数据。然后把传感数据传输给物联网网关，另外还要负责接收网关下达的指令。网关的管理平台是系统的应用管理层，此系统通过与网关的交互联系，他一般是通过向物联网网关发送命令与收集信息来管理网关与传感器的信息数据，然后把所得数据存储在指定的物联网数据库中，便于用户的使用。
2.4 网关工作流程
网关开始工作以后，首先进行监听网络工作，等到外部事件有中断时，通过判断响应的类型转发和接收数据，如果接收到以太网数据信息，需要对以太网数据进行分析、判断，确定此数据是从那发来的，如果是从管理平台发来的，需要对它进行进一步的判断；如果此数据是传输给传感网的数据信息，需要对传感器指令进行协议解析，然后将此命令下达给汇聚节点。若通过汇聚节点获取到了传感网数据，则对传感网数据进行协议解析后，调用管理平台交互模块将数据发送给管理平台.
3 网关性能测试
3.1 网关丢包测试
物联网网关丢包的原因可能在数据传输过程中、串口读取sink节点数据时或者是以太网交互、GPRS交互发送数据包时丢包发生丢包。我们以最后一种原因做性能测试，通过在物联网网关、现行的以太网交互模块与传感器交互模块等的程序中，插入测试设备，做好测试准备，即看字节数是否一致，如果字节数一致需要记入物联网日志，然后开始运作物联网，并统计物联网网关运行日志。对第2种可能性进行测试，由于传感结点发送的数据包中有序列号字段，因此可以通过统计接收到的数据包的序列号来查看是否有丢包情况。
3.2 网关的时延测试分析
测试物联网网关时延时需要部署10个传感节点，以5秒为数据发送周期，在实验中，记录好数据传输及发送的时延，网[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]关没接收或者发送1000个数据包，计算以及时延，最后得到一个统计结果，根据统计结果分析平均时延的上限。
4 结束语
物联网网关系统是物联网应用系统中的核心系统，它是传感器与互联网之间的桥梁。而基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的广泛应用，大大改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量，有很好的发展前景，需要人们不断的开发与设计以便满足不断发展的社会的需求。
参考文献：
[1]梁锦雄.面向物联网的系统及其网关设计[J].价值工程2011（22）：173-174.
[2]陈琦，韩冰，秦伟俊.基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的设计与实现[J].计算机研究与发展，2011（11）：367-372.