分析基于嵌入式Linux的物联网网关设计与应用
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摘要：传统信息网络和感知网络之间需要进行有效的连接，而物联网的网关设计和应用在这里就发挥着极其重要的作用，着眼人们目前对于物联网网关功能的现状，普遍上都是功能单一和场景固定不足。而嵌入式Linux的物联网网关设计与应用，可以在软件的控制下。实现一直以来幻想的不同类型感知网络的同时接入，可以适用于各种各样的场合。此外网关还设计了多种有关于网页的服务功能，可以实现对这些设备的发出的控制信令进行远程监控，还有就是物联网网管的安全问题得到了进一步的加强，提出用户登陆和秘密钥匙登陆的有效机制，保证物联网网管有关于通信方面的安全问题。
关键词：嵌入式Linux；物联网；网关
中图分类号：TP391.44 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）018-000-01
物联网是一种主要依靠感应器和全球定位系统等传感设备，可以将世界上任何物体连入到户联网当中，使人与物、物与物和人与人之间的交流和信息通信变得再也没有障碍阻隔，从而在控制、查询和定位以及配置等等方面完全实现智能化。伴随着物联网的出现和发展，我国在工业生产、农业生产和环境检测方面都实现了现代化的跨越，在人们的衣食住行等等各个息息相关的方面进行模式的改造，既降低了我国的劳动成本，有的在经济上取得了很大的成绩，还方便了人们的生活和工作等各个方面。
一、准确分析关于网关功能的需求
目前我国大部分设计智能传感器在一定程度上还是依赖互联网和无线网，就是将需要传递的信息通过汇聚节点连入到互联网，这只是发回来物联网的基本功能，物联网作为感知层和传输层的重要纽带，应满足以下的需求：
（一）汇聚数据的功能
物联网网关能够作为一个汇聚数据的节点，可以借助物联网网关来接收来自传感网各个节点所表达的数据。
（二）存储数据的功能
在被物联网接收到的数据，可以根据你的选择进行暂时或永久性的存储。
（三）传输数据的功能
物联网网关不仅可以汇聚节点和帮助传感网进行通信，还可以借助传输层网络与远程数据应用平台进行交互。
（四）进行协议和适配的功能
物联网网关作为一个多协议的转换装置，各类传感网的数据协议都要经过物联网网关进行处理。远程应用平台如果想进行有效的屏蔽各个传感网的异构性，就要完全依赖物联网网关，成功的与各个传感网节点实现互联互通。
（五）管理设备的功能
由于传感网具有节点数量多和分布广的特点，这就为节点的终端管理造成了阻碍，所以这时候就需要借助物联网网关，对节点设备进行严格的查询、监控和配置。
（六）安全保护功能
如果用户想利用网络远程和物联网网关进行通信时，必须接受身份的验证和授权以及数据加密等必须的安全措施。
这个系统设计主要包括无线网卡接口模式和无线传感器网络数据应用层和交互通信模式两大部分，底层模块传送来的网络流数据主要依靠无线接口模块进行接收，而且对于上层的模块，还会提供编程接口和对数据进行网络发送。而对于无线传感器网络数据应用层以及交互通信模块，它们主要负责网络和无线传感器之间进行数据通信和进行一点的转发。
只有驱动模块、配置管理、协同初始化模块、应用层和交互通信模块共同协作才能保证无线接口模块的实现。在这一过程中，驱动模块主要负责的是对上层模块进行编程接口的提供，这样才会实现网络数据和应用数据之间进行连贯的转换，实现交互通信。而配置管理和系统初始化模块主要负责的是对一些特定的接口参数的配置以及自动化脚本进行初始化的处理。应用层和交互通信模式主要是靠应用层来实现，主要用来校正传感器网络数据和传感器网络和网络数据等等较为复杂的工作。
三、基于嵌入式Linux的物联网智能家居的网关设计
物联网技术的一个非常引人注目的应用领域其实就是智能家居，智能家居在不久的将来一定会实现无线远程控制和多媒体控制，这也是智能家居发展的目标和方向。家庭网关是智能家居发展的核心，其中的核心技术就是具有很强兼容性的家庭控制器和可以满足所有信息传输的家庭网络。只要掌握了这些核心技术就可以对家庭内部家居设备实现自动化控制和远程控制，还有进行安防报警等，为人们的日常生活带来很大的便利。
嵌入式系统在很早的时候就已经成为了世代的主流，被应用到很多方面，Linux因为其自身的开源的内核受到很多人的喜爱，尤其因为Linux具有丰富的硬件驱动和强大的网络功能，是它几乎是无处不在。
网关软件平台设计就是在硬件平台上实现了对Linux的移植，其操作系统也是仿照Linux的基础构架形成的。网关软件设计主要就是对Linux系统的移植和一些专业协调器软件的设计和有关于设计网关主程序的一些相关步骤。在这一过程中首先要让Linux的内核在需要的芯片能够正常的运转，所以要对Linux的内核进行配置和裁剪，随后制作出文件系统，让所有的系统正常的运转起来，这时候才可以进行相关驱动的移植工作。在这一过程中尤其要注重对串口驱动和一些特定网卡驱动的移植，因为这些设备决定着网关是否可以进行正常的通信。进行正确的移植后，所有的设备就可以开始进行正常的工作运转了。之后要做的就是一些特定函数库的移植，还有一些开源工程的移植，最后进行对网关进行编写应用程序。
四、结语
本文主要分析了基于嵌入式Linux的物联网网关设计与应用，还谈论了一些有关给予基于嵌入式Linux的智能家居的网关设计，具体阐述了无线传感器网络的具体应用场景，在嵌入式的设备上实现数据转发，相对应的给出了一些有关于嵌入式Linux具体操作的一些简单的方案，这些方案都是结合无线传感网的自身特点，为人们日常的生活和工作创造更为便捷的途径。
参考文献：
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