基于跨层协作的认知网络与以太网互联的网关研究

发布时间：2020-05-27 06:59

【摘要】：随着物联网的发展,嵌入式设备朝着低功耗、小型化、智能化以及无线连接等方向发展,即无线智能终端。为了实现对智能终端的远程管理,实时获得其采集的有效信息,达到人与物之间的互联,人们发明了互联网关。因此,为了进一步实现万物互联的目标,本文对互联网关进行研究。本文的主要研究工作如下:1.本文提出了一种能够实现L2认知网络与以太网互联的网络架构,以实现数据转发、协议转换以及对远程传感器节点进行管理与控制等功能。另外,在L2认知网络中,本文提出了一种新的编址方法来表征无线节点,能够基于IP地址和组网地址实现快速寻址;然后在网关中设置了一种地址映射方案,并对该方案的具体实现过程进行了详细的说明。2.结合实际的应用需求,本文提出了L2认知网络与以太网互联网关的硬件系统总体架构。在该架构中,L2无线通信模块的作用是建立L2认知网络,并且负责接收来自L2认知网络中传感器节点采集到的数据,然后通过串口发送至DSC数字信号控制器。另外阐述了L2互联网关的设计电路,并且对其主要硬件模块中的每个模块所选用的元器件进行了详细的说明。3.硬件和软件是相互依存的,因此,为了发挥L2互联网关硬件的功能,本文对其软件部分的设计进行了介绍。主要包括嵌入式TCP/IP协议栈,L2无线通信协议的设计以及地址映射协议;此外,还对L2认知网络中传感器节点的数据传输协议进行了简要的说明。4.为了验证本文所提出网关是可行且可靠的,本文搭建了具有广泛应用场景的“智慧园区微环境数据采集”的验证平台。对实验环境进行了简单的介绍,对网关系统的可靠性和数据采集与处理能力进行了测试,并且对测试结果进行了分析。
【图文】：

Rubee，WirelessHART 等。但是这些标准缺乏网关不仅能够对传感器节点进行管理，，还可传感器节点的地址、状态和属性等信息进行配置的管控；后者是为了对网关设备进行控制、观察：在物联网场景下，传统网络和 L2 认知网络应该无缝支持这两种不同网络间的协议互通。

是双向的 I/O 端口，既可以作为输入端口接收数据，也可以作为输出端口发送数据，其对数据的操作是双向的。引脚 PMPA5 通过 SPI 接口与供电电路相连，用于提供串行接口的时序，其中输入数据在时钟输入的上升沿进行锁存，输出数据在时钟输入的下降沿移出。PMPA4/PMPA3 通过 SPI 接口分别进行串行数据的输入/输出，即通过串行的方式将命令、地址和数据传入/传出器件中。RB7 至 RB9通过串口与 L2 无线通信模块相连，INT0 至 INT4 表示 5 个外部中断口，该端口能够使 DSC 停下正在执行的程序，转去执行预先编好的其他程序。MCLR 代表主清除（复位）输入，该引脚是器件的低电平有效复位，其提供了两个特定的设备功能，分别是设备复位和设备编程与调试。在设备编程和调试期间，必须考虑可以添加到引脚的电阻和电容。AN0-AN31 作为输入口，其缓存区类型是模拟的，代表模拟输入信道。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212.9;TN929.5;TP393.11

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本文编号：2683144