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基于Zigbee_GPRS物联网网关系统的设计与实现

更新时间：2019-12-10 13:54:40 大小：875K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：zigbee gprs 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着传感器、无线通信、嵌入式系统等技术的发展,在宽带移动通信、下一代网络和云计算等技术的支撑下,物联网已经广泛应用在仓储物流、智能电网、公共安防、智能楼宇等领域,因其巨大的应用前景得到各国政府的重视,视为继计算机互联网与移动通信网络之后的第三次信息化浪潮.作为连接感知网络与传统通信网络/互联网的桥梁,物联网网关在物联网应用中起到极为重要的角色,在网络架构上有利于现有的通信网络/互联网与感知网络的无缝融合,在应用模式上有利于对传感器网络和感知节点的管理和控制.结合物联网典型应用场景和电信运营商的应用需求,提出了一个基于Zigbee/GPRS的物联网网关系统,实现了传感网与电信网络之间的数据传送、不同类型感知网络之间的协议转换,以及对传感器网络的部分管理控制功能.最后,给出原型系统的实现技术和系统验证.

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’

ISSN

计算机研究与发展

1000—1239／CN 11—1777／TP

Research and

Development

Journal

Computer

48(Suppl．)：367—372，2011

基于Zigbee／GPRS物联网网关系统的设计与实现

陈

韩

皇甫伟2

北京 102600)

琦1

冰1

1(北京大学软件与微电子学院

秦伟俊2

2(中国科学院软件研究所北京 100190)

(qinweijun@is．iscas．ac．cn)

and

of the lOT

Based on

Protocol

Design

Implementation

Gateway

Zigbee／GPRS

Chen

and

Wei2

uangfu

Qil，Han Bin91，Qin Weijun2，

and

1(School

Microelectronics

102600)

of Software

，Peking University，Beijing

100190)

2(Institute

of Software，ChineseAcademy of Sciences，Beijing

Abstract Underthe

of broadband mobile

been

network and cloud

generation

communication，next

support

used in

warehouses，SmartGrids，public

computing，Internet

Things(IOT)has

widely

and SO

with the

sensors，wireless

security，intelligent buildings

on，along

development

communication and embedded

of its

systems．Because

huge prospect

public applications，Internet

has been

attention

all over the world，viewed as the third wave of

by governments

Things

paid special

information

technology following

and traditional communication

Internet and

mobile network．As the

between sensor network

bridge

role in IOT

important

network／Internet，IOT gateway plays

is used for seamless

of sensor networks and

applications．IOT gateway

integration

Internet|

of sensor networks and

and GPRS

telecommunication networks，also facilitates the control and

management

sensor nodes．In this

an IOT_gateway

based

paper，we propose

scenarios and

application requirements

system

Zigbee

protocols

of telecom

operators；

to the

according

typical networking

enable the data transmission between sensor networks and telecommunications

network，protocol

conversion of different sensor network

and some control functions of sensor

network；and

protocols

the

details of the

and

evaluation．

performance

finally give

implementation

prototype system

words

Key

IOT；WSN；Zigbee；Ethernet；gateway

摘要随着传感器、无线通信、嵌入式系统等技术的发展，在宽带移动通信、下一代网络和云计算等技

术的支撑下，物联网已经广泛应用在仓储物流、智能电网、公共安防、智能楼宇等领域，因其巨大的应用

前景得到各国政府的重视，视为继计算机互联网与移动通信网络之后的第三次信息化浪潮．作为连接感

知网络与传统通信网络／互联网的桥梁，物联网网关在物联网应用中起到极为重要的角色，在网络架构

上有利于现有的通信网络／互联网与感知网络的无缝融合，在应用模式上有利于对传感器网络和感知节

点的管理和控制．结合物联网典型应用场景和电信运营商的应用需求，提出了一个基于Zigbee／GPRS

的物联网网关系统，实现了传感网与电信网络之间的数据传送、不同类型感知网络之间的协议转换，以

及对传感器网络的部分管理控制功能．最后，给出原型系统的实现技术和系统验证．

关键词

物联网；无线传感网；Zigbee；以太网；网关

中图法分类号TP301

07 06

收稿日期：2011

基金项目：中国科学院知识创新工程领域前沿基金项目(ISCAS2009一DRl5)；国家重大科技专项基金项目(2010ZX03006—007，2010ZX03006

002—03)

万方数据

计算机研究与发展2011，48(增刊)

物联网是继计算机、互联网与移动通信网络之

后的第3次信息化浪潮，以更透彻的感知和度量、更

全面的互联互通、更深入的智能化处理为特征的物

联网能够有效地促进物质生产与服务管理相结合、

物理世界与数字世界相融合、工业化与信息化相融

合，应用范围将涉及基础设施、公共安全、环境保护、

现代农业、智能工业、城市管理和商业应用等各个领

域[1]．因而，目前多个国家都在投入巨大的人力财力

对物联网的关键技术、应用模式和商业模型进行深

入研究．

联网网关，一方面要屏蔽感知网内的异构性，将通信

网络和感知网络融合；另一方面要加强对感知网络、

终端节点的运营管理．总之，物联网网关是物联网系

统中连接传统通信网络和传感网络的桥梁，实现不

同网络之问的通信和对传感网设备的管理．实现物

联网网关系统的关键问题在于处理感知网内的异构

性时，要对不同的传感协议进行转换，还要完成传感

协议到通信协议之间的转换；在实现管理功能时，要

建立统一的所有网关都能识别的管理指令及标准．

这些工作不仅不要技术的支持，更依赖于通信业界

标准的统一．

1999年麻省理工学院的Auto—ID实验室提出

了“物联网”的概念，基于无线传感网络和射频识别

技术，实现物体的定位和状态识别瞳]．2005年国际

电信联盟(ITU)发布了《ITu互联网报告2005：物

联网》，正式提出了“物联网”的概念，报告指出：无所

不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的

物体都可以通过互联网主动进行信息交换口]．

RFID、WSN、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加

广泛的应用．2006年3月，欧盟召开会议“From

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