物联网网关的设计与实现.pdf

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1、物联网网关的设计与实现[何晓明欧亮朱永庆]摘要物联网网关把分散在不同地域、不同应用的感知网络的信息孤岛通过电信网络连接在一起，实现了异构网络间的信息交换和通信，是推动物联网规模应用，实现“可运营、可管理”的物联网的关键网元设备。分析了物联网网关的基本功能要求，提出了物联网网关的基本组成结构，同时也对我们开发的物联网网关样机进行了详细介绍。对规范物联网网关的研制和生产具有一定的参考和指导意义。关键词：物联网物联网网关传感网络何晓明专中国电信股份有限公司广东研究院，博士，主要研究领域为IP网络新技术新家业务、网络架构；视欧亮点中国电信股份有限公司广东研究院，博士

2、，主要研究领域为IP网络新技术新业务、泛在网；朱永庆中国电信股份有限公司广东研究院，硕士，主要研究领域为IP网络新技术新业务、网络架构。1引言处理”，分别对应为物联网架构的三个层次：感知延伸层、网络及平台支撑层、物联网应用层。物联网架构如图物联网就是把任何物品，通过射频识别（RFID）、1所示。感知延伸层实现对物理世界的全面感知，是物联红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短备，按约定的协议与传统的通信网络连接起来，进行信息距离无线通信技术是感知延伸层涉及的主要技术。网络及交换和共享，以实现远程数据

3、采集和测量、智能化识别、平台支撑层分为网络子层和平台支撑子层。网络子层是在定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网使物体与互现有通信网和互联网的基础上建立起来的，综合使用各种联网等各类通信网络相连,获取无处不在的现实世界的信2G/3G无线及固定宽带接入技术，实现有线与无线的结息,实现物与物、物与人之间的信息交互,支持智能的信息合、宽带与窄带的结合、传感网与通信网的结合，达到感化应用,实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合,最知数据和控制信息可靠传递的目的；平台支撑子层使用网终形成统一的智能基础设施。从本质上看,物联网是架构在网络上的一种联网应用和通信的能力

4、。络能力，通过向各种应用隐藏网络的具体技术，以简化和物联网的特征表现为“全面感知、可靠传递、智能优化应用开发和部署，为物联网业务层提供支撑能力，通2物联网网关的设计与实现过统一的接口向各种应用开放其业务能力。由运营商部署都不同程度地借助蜂窝通信网或有线网络，把小范围内的传的业务平台、管理平台、AAA系统、存放用户签约数据库感器网各节点的信息通过sink节点连入互联网，这种跨传感的归属位置寄存器（HLR）/归属用户服务器（HSS）、器网和传统通信网的节点实际上就是物联网网关的雏形。物域名解析系统（DNS）等物联网运营管理系统都属于平台联网网关在未来的物联网时代

5、将会扮演非常重要的角色，它支撑子层的范畴。物联网应用层是实现以数据为中心的物将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设联网的核心技术，包括感知数据的存储、查询、分析、备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类挖掘，以及基于感知数据的决策和实施。物联网应用层型感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以利用经过分析处理的感知数据，为行业应用和用户提供实现局域互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，丰富的服务，最终实现人与自然和谐发展的美好愿景。运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了由于现有的电信网络主要应用于人与人之间

6、的信息解各节点的相关信息，并实现远程控制。传递，各种电信终端如PC、移动手机、固定电话机一般对运营商而言，这种网关设备意味着运营商网络向都具有远距离通信能力。在物联网世界，将存在大量人与网络末梢的延伸，从而构建起从电信骨干网、接入网、移物、物与物之间的信息传递，如果大量感知类节点都采用动通信网到近程通信的感知网络的整体性网络，不同地远距离通信方式，不仅成本昂贵，而且对于绝大多数工作域、不同应用的感知网络通过电信网络连接在一起，实现在电池供电的低功耗环境下的传感节点也不现实，更何况异构网络间的信息交换和通信，从而实现了以运营商网专现有的电信网络技术上也无法满足

7、海量传感节点的通信连络为核心的物联网。而要满足这种物联网的可运营、可管家接。这时，一种传感网络与电信网络相结合的新的网元设理，作为桥梁的物联网网关必须满足以下两个基本要求。视备——物联网网关应运而生。（1）广泛的接入能力点目前用于近程通信的技术标准很多，仅常见的传感网技术就包括ZigBee、Z-Wave、RUBEEWire-lessHART、IETF6LowPAN、ANT/ANT+等。各类技术主要针对某一类应用展开，缺乏兼容性和体系规划。如：Z-Wave主要应用于无线智能家庭网络，RUBEE适用于恶劣环境，WirelessHART主要集中在工业监控领域。如何

8、实现各种通信技术标准的互联互通，就成为物联网网关必须