面向空間智能化的嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙興利，苑光明，張小俊，朱志輝

（1.河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津300130；2.河北工業(yè)大學(xué)校園建設(shè)與管理處，天津300130）

面向空間智能化的嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙興利1，苑光明1，張小俊1，朱志輝2

（1.河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津300130；2.河北工業(yè)大學(xué)校園建設(shè)與管理處，天津300130）

為了滿足車間、倉(cāng)儲(chǔ)等不同空間需要不同傳感網(wǎng)絡(luò)的個(gè)性化需求，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一套通用性強(qiáng)、可裁剪、可移植的空間智能化網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng).系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了CAN總線、RS485總線、WIFI、藍(lán)牙、ZIGBEE等多種傳感網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)之間協(xié)議轉(zhuǎn)換.系統(tǒng)采用LAMP架構(gòu)設(shè)計(jì)了嵌入式服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了在局域網(wǎng)內(nèi)通過智能設(shè)備訪問本地服務(wù)器，查看傳感節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和控制執(zhí)行節(jié)點(diǎn)的功能；在廣域網(wǎng)內(nèi)通過3G遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)測(cè)傳感節(jié)點(diǎn)的最新狀態(tài).

嵌入式；網(wǎng)關(guān)；服務(wù)器；異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；LAMP架構(gòu)

0 引言

空間智能化系統(tǒng)是將傳感節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行節(jié)點(diǎn)通過總線技術(shù)或無(wú)線傳感技術(shù)連接到嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器對(duì)接入系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)集中的或遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)、控制或事務(wù)處理，來(lái)保證空間的協(xié)調(diào)與安全.嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器作為空間智能化系統(tǒng)信息交互、處理和存儲(chǔ)的中心，在系統(tǒng)中占據(jù)核心地位.嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器一方面具有網(wǎng)關(guān)的作用實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間通信，另一方面為用戶提供訪問服務(wù)[1].與通用的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)不同，嵌入式物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要支持傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)與傳感網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互.目前，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的廠商都根據(jù)自身?xiàng)l件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)支持某一種或幾種傳感網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，缺乏通用性，行業(yè)內(nèi)沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范.文獻(xiàn)[2]基于ZIGBEE和3G技術(shù)設(shè)計(jì)了倉(cāng)儲(chǔ)管理預(yù)警網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了貨物出入庫(kù)記錄及倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境測(cè)量和遠(yuǎn)傳，但是傳感網(wǎng)絡(luò)類型單一，通用性差；文獻(xiàn)[3]基于嵌入式Linux設(shè)計(jì)的多協(xié)議網(wǎng)關(guān)支持WIFI、藍(lán)牙兩種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，但是藍(lán)牙模塊傳輸距離短，WIFI模塊功耗很大，在電磁干擾強(qiáng)的場(chǎng)所信號(hào)無(wú)線傳輸易受干擾；文獻(xiàn)[4]對(duì)ZIGBEE傳感網(wǎng)絡(luò)的軟硬件、網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、上位機(jī)監(jiān)控界面進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了礦井瓦斯監(jiān)測(cè)預(yù)警，但是沒有實(shí)現(xiàn)多傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換；文獻(xiàn)[5]基于ZIGBEE、以太網(wǎng)、WIFI技術(shù)，利用STM32和CC2530設(shè)計(jì)了嵌入式網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和節(jié)點(diǎn)控制，但是該測(cè)控子系統(tǒng)智能性有待改進(jìn).

針對(duì)礦井、倉(cāng)儲(chǔ)等工業(yè)環(huán)境存在地理環(huán)境多種多樣、監(jiān)測(cè)指標(biāo)種類繁多等問題，僅支持一種或少數(shù)幾種傳感網(wǎng)絡(luò)的嵌入式網(wǎng)關(guān)已無(wú)法滿足多種工業(yè)空間的監(jiān)控預(yù)警要求.系統(tǒng)設(shè)計(jì)了支持RS485總線、CAN總線、ZIGBEE、藍(lán)牙、WIFI五種應(yīng)用最廣泛的傳感網(wǎng)絡(luò)和3G遠(yuǎn)程通信技術(shù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng).系統(tǒng)支持定制，傳感網(wǎng)絡(luò)可裁剪、可擴(kuò)展、通用性更強(qiáng).

1 嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器硬件方案

嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器主處理器采用ARM Cortex A7內(nèi)核的處理器.該處理器具有高達(dá)1.4 G主頻、1 G內(nèi)存、4 G flash、最大擴(kuò)展32 GSD card可以平穩(wěn)的運(yùn)行嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)[6].

CAN總線通過SPI0與主控制器通信，采用MCP2515接口芯片與主控制器相連，完全支持CAN V2.0技術(shù)規(guī)范，通訊速率高達(dá)1 Mb/s.RS485總線通過UART0接口與主控制器通信.RS485為半雙工模式.RS485采用SN75LBC184接口芯片與主控制器相連，該芯片能承受高達(dá)8kV的靜電放電沖擊，可防止在使用或焊接時(shí)受到靜電的沖擊損壞.藍(lán)牙通過UART1與主控制器通信，接口芯片選擇TI的CC2540.該芯片為加強(qiáng)版51內(nèi)核內(nèi)置256 K存儲(chǔ)器，超寬工作電壓（2～3.6 V），超低功耗.ZIGBEE通過UART2與主控制器通信，接口芯片采用TI的CC2530.WIFI通過SDIO接口與主控制器通信，接口芯片采用RT5931模塊.3 G模塊選用中興物聯(lián)MF210模塊，該模塊與主處理器通過USB2.0接口通信.MF210與主處理器通信時(shí)，虛擬成3個(gè)ttyUSB口，供系統(tǒng)調(diào)試、遠(yuǎn)程傳輸、SIM通信.

2 嵌入式服務(wù)器軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

嵌入式服務(wù)器是嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)中負(fù)責(zé)為用戶提供訪問服務(wù)的軟件組合.嵌入式服務(wù)器采用性能優(yōu)良的LAMP經(jīng)典架構(gòu)開發(fā)，即Linux+Apache+MYSQL+PHP組合.如圖1所示為嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器軟件架構(gòu)圖.嵌入式服務(wù)器前端界面采用html5+css3的響應(yīng)式網(wǎng)頁(yè)開發(fā)技術(shù)，使界面可以根據(jù)用戶設(shè)備屏幕的大小自動(dòng)調(diào)整界面尺寸.服務(wù)器后臺(tái)程序采用PHP開發(fā)，用于響應(yīng)前端界面請(qǐng)求和連接網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序.嵌入式服務(wù)器前端界面與后臺(tái)程序之間采用AJAX服務(wù)通信.AJAX服務(wù)是異步數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制.本文在AJAX服務(wù)的Servlet Library中設(shè)置有效的設(shè)備地址、模式類型、傳感節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、執(zhí)行節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息四個(gè)模塊，通過HTTP請(qǐng)求實(shí)時(shí)推送最新信息至前端界面.用戶操作某一模塊時(shí)，前端界面可以對(duì)這些模塊進(jìn)行局部刷新，從而避免了頁(yè)面整體加載造成的卡頓和消耗過多流量，提高了頁(yè)面的刷新速度和減少用戶訪問的數(shù)據(jù)流量.

圖1 嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器軟件架構(gòu)Fig.1 Software chart of gateway server

2.1 嵌入式網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序作為傳感網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)信息交互的紐帶，具有對(duì)數(shù)據(jù)解析、處理、傳輸?shù)茸饔?本文采用多線程機(jī)制控制數(shù)據(jù)的上傳、下行和智能控制.多線程機(jī)制采用多任務(wù)并發(fā)運(yùn)行的方式，可以有效提升系統(tǒng)CPU的利用率.表1所示為網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序多線程機(jī)制.

表1 網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序多線程機(jī)制Tab.1 Multithreading of gateway application

2.1.1 Socket_client線程設(shè)計(jì)

采用Socket_client線程主要用于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)傳感信息.廣域網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)傳輸安全性較高，因此采用TCP/IP傳輸方式.TCP/IP通過“三次握手”機(jī)制可以大大提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾訹7-8].Socket連接成功后，server程序產(chǎn)生一個(gè)新的子進(jìn)程來(lái)維持與該客戶端的信息交互.嵌入式網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行的Client程序向云服務(wù)器上的Server循環(huán)發(fā)送心跳包，來(lái)驗(yàn)證連接是否有效.當(dāng)接收到傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的狀態(tài)信息后，Client將傳感信息打包發(fā)送給云服務(wù)器，方便用戶遠(yuǎn)程查看系統(tǒng)的最新狀態(tài).如圖2所示為Socket客戶端流程圖.

圖2 Socket客戶端軟件流程圖Fig2Software chart of socket client

2.1.2 Receive_data_from_node線程設(shè)計(jì)

Receive_data_from_node線程的作用是同時(shí)監(jiān)聽5路傳感網(wǎng)絡(luò)，并將采集的信息解析存入MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，供用戶在遠(yuǎn)程或局域網(wǎng)內(nèi)查看.其中，監(jiān)聽傳感網(wǎng)絡(luò)上傳信息方式為I/O復(fù)用技術(shù)中的EPOLL機(jī)制，如圖3所示，構(gòu)建了EPOLL監(jiān)聽五路傳感網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型.使用EPOLL提供的API函數(shù)為五路傳感網(wǎng)絡(luò)建立句柄，并將建立的句柄拷貝進(jìn)內(nèi)核空間，然后使用EPOLL_CTL（）為各個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)的句柄建立回調(diào)函數(shù)，當(dāng)傳感設(shè)備就緒后，會(huì)喚醒等待隊(duì)列的等待進(jìn)程，等待進(jìn)程會(huì)調(diào)用該回調(diào)函數(shù)將已就緒的設(shè)備句柄加入就緒鏈表，EPOLL只對(duì)已經(jīng)就緒的設(shè)備句柄進(jìn)行輪詢讀操作，然后將讀取的傳感信息發(fā)送至用戶空間，提高CPU利用率.

圖3 網(wǎng)關(guān)中間層EPOLL模型Fig.3 EPOLL module of gateway server

2.2 Linux內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)移植

Linux是一個(gè)可定制的開源的操作系統(tǒng)，通過配置內(nèi)核的支持選項(xiàng)可以根據(jù)自己的需要，選擇內(nèi)核支持的驅(qū)動(dòng).內(nèi)核的移植首先在宿主機(jī)上搭建Linux開發(fā)環(huán)境，安裝ARM-Linux交叉編譯鏈.通過make menuconfig配置內(nèi)核，然后將交叉編譯后得到的內(nèi)核鏡像移植到目標(biāo)機(jī)（嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器）.本文將各通信接口的將驅(qū)動(dòng)程序編譯后移植到Linux系統(tǒng)中.

CAN總線驅(qū)動(dòng)程序移植：首先是安裝和交叉編譯CAN總線調(diào)試工具iproute2；將編譯得到IP命令復(fù)制到目標(biāo)板的/usr/sbin下面將原有的IP命令替換掉.通過新得到的IP命令配置CAN總線驅(qū)動(dòng)：設(shè)置波特率ip link set can0 type can bitrate 125000；設(shè)置重啟時(shí)間ip link set can0 type can restart-ms 100.ZIGBEE、藍(lán)牙、RS485總線都是通過UART口與內(nèi)核通信，UART作為L(zhǎng)inux的1個(gè)字符設(shè)備，在/dev目錄下有與其對(duì)應(yīng)的文件，統(tǒng)稱為/dev/ttyS*.WIFI驅(qū)動(dòng)移植步驟：將Makefile文件中的cpu架構(gòu)修改為IXP架構(gòu)；修改/MODULE/include/os/rt_drv.h文件的BULKAGGRE_SIZE值來(lái)設(shè)置DMA的大小；交叉編譯，得到驅(qū)動(dòng)程序：Insmod rt5931ap.ko；Insmod rtnet5931ap.ko；Insmod 5931ap.ko.按順序加載.

3G模塊驅(qū)動(dòng)移植是：向Linux內(nèi)核添加3G模塊接口驅(qū)動(dòng)，使內(nèi)核支持“USB driver for GSM and CDMA modems”；交叉編譯并重新燒寫內(nèi)核；交叉編譯工作源代碼最終得到可執(zhí)行文件pppd和chat；將可執(zhí)行文件掛載到系統(tǒng)，配置DNS腳本文件即可.

2.3 網(wǎng)間通信設(shè)計(jì)

嵌入式網(wǎng)關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)與多種傳感網(wǎng)絡(luò)之間有效通信，需要設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)的通信協(xié)議用于網(wǎng)間通信.各傳感網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序之間通信是：各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)將傳感信息以通用通信協(xié)議的格式編碼放入數(shù)據(jù)包，發(fā)送至傳感網(wǎng)絡(luò)控制器.如圖4所示為數(shù)據(jù)包組成.

圖4 通用通信協(xié)議數(shù)據(jù)包組成Fig.4 Communication protocol packet composition

傳感網(wǎng)絡(luò)控制器將傳感信息從數(shù)據(jù)包解析出來(lái)，通過UART或USB口發(fā)送至網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序.網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序給每種傳感網(wǎng)絡(luò)定義了句柄，網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序通過EPOLL機(jī)制同時(shí)監(jiān)聽5路傳感網(wǎng)絡(luò)的句柄.當(dāng)EPOLL監(jiān)聽到有消息到來(lái)時(shí)，網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序?qū)⑾凑胀ㄓ猛ㄐ鸥袷浇馕觯缓髮⒔馕龀鰜?lái)的傳感信息存儲(chǔ)到已定義好的通用協(xié)議結(jié)構(gòu)體中.

服務(wù)器與網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序通信：網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序?qū)鞲行畔⑼ㄟ^SQL命令存入MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，PHP后臺(tái)程序通過MYSQL庫(kù)函數(shù)將數(shù)據(jù)取出，通過AJAX將傳感信息更新于服務(wù)器前端界面.

當(dāng)用戶要控制傳感網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行節(jié)點(diǎn)時(shí)：在局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序與服務(wù)器后臺(tái)程序之間建立一條消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)了用戶的控制命令可以下發(fā)至網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序.在廣域網(wǎng)內(nèi)，嵌入式網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序與服務(wù)器之間遵循TCP/IP協(xié)議通過socket套接字進(jìn)行通信.網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序中的Socket_client線程負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的Socket服務(wù)端通信，然后將接收到的消息解析處理后，發(fā)送至Send_command_to_node線程.

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

1）網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換的正確性測(cè)試：數(shù)據(jù)的傳輸情況打印在日志Pcduino_uart.log中，如圖5所示.本文以ZIGBEE傳感網(wǎng)絡(luò)連接的DHT11傳感器入網(wǎng)上傳溫濕度信息為例，測(cè)試協(xié)議轉(zhuǎn)換的正確性.節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)命令字cmd_type為1；本節(jié)點(diǎn)為ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)連接的溫濕度傳感器，節(jié)點(diǎn)類型包括接口類型和設(shè)備類型，接口類型為字節(jié)的高3位010，設(shè)備類型為字節(jié)的低5位為00110，十進(jìn)制為70；設(shè)備ID是一類設(shè)備內(nèi)部的設(shè)備的地址，從1開始編址的；時(shí)間戳用于標(biāo)記數(shù)據(jù)到達(dá)網(wǎng)關(guān)的時(shí)間，方便后期進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和處理；數(shù)據(jù)：溫濕度數(shù)據(jù)共4個(gè)字節(jié)，前2個(gè)字節(jié)是溫度17.32℃，后2個(gè)字節(jié)是濕度65.47%.

圖5 DHT11入網(wǎng)數(shù)據(jù)包協(xié)議轉(zhuǎn)換測(cè)試Fig.5 Network packet protocol conversion test of DHT11

2）網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的反應(yīng)時(shí)間測(cè)試：?jiǎn)为?dú)測(cè)試網(wǎng)關(guān)反應(yīng)時(shí)間是網(wǎng)關(guān)串口函數(shù)定時(shí)讀取固定字符串，并將字符串解析處理后存入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)或本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，然后更新于web界面上所用的時(shí)間.連接智能設(shè)備的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器反應(yīng)時(shí)間是傳感節(jié)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送固定字符串至嵌入式網(wǎng)關(guān)，解析后存入數(shù)據(jù)庫(kù)并更新于web界面所測(cè)定的時(shí)間.如圖6所示為測(cè)試結(jié)果：

圖6 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器反應(yīng)時(shí)間測(cè)試Fig.6 The response time test of gateway server

如圖6所示，左圖為網(wǎng)關(guān)服務(wù)器未連接智能設(shè)備時(shí)的時(shí)間響應(yīng)曲線，更新于遠(yuǎn)程web界面的平均響應(yīng)時(shí)間：T1=1.456 s；更新于本地web界面的平均響應(yīng)時(shí)間：T2=0.267 s.右圖為網(wǎng)關(guān)服務(wù)器外接溫濕度傳感器時(shí)的時(shí)間響應(yīng)曲線，更新數(shù)據(jù)于遠(yuǎn)程web界面的平均響應(yīng)時(shí)間：T3=1.873 s；更新數(shù)據(jù)于本地web界面的平均響應(yīng)時(shí)間：T4=0.684 s.由測(cè)試可以得出：網(wǎng)關(guān)服務(wù)器外接智能設(shè)備后反應(yīng)速度非常靈敏，平均響應(yīng)時(shí)間T≤2 s，可以滿足車間、倉(cāng)儲(chǔ)上對(duì)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的實(shí)時(shí)性要求.該網(wǎng)關(guān)服務(wù)器支持多種通信協(xié)議同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，開機(jī)和反應(yīng)速度均比較快，在測(cè)試過程及平時(shí)使用中性能良好、運(yùn)行穩(wěn)定.

3）Web界面中各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的有效性測(cè)試：登錄web服務(wù)器操作各個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有效，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)顯示是否正確.該頁(yè)面設(shè)置了安防監(jiān)測(cè)，火災(zāi)監(jiān)測(cè).安防監(jiān)測(cè)中設(shè)置了門磁節(jié)點(diǎn)，在安防狀態(tài)下當(dāng)門關(guān)閉時(shí)web界面顯示正常，當(dāng)門打開時(shí)web界面上的門磁節(jié)點(diǎn)應(yīng)立即顯示危險(xiǎn)；火災(zāi)監(jiān)測(cè)中設(shè)置了煙霧、火焰、甲烷節(jié)點(diǎn)，沒有發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)顯示正常，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或燃?xì)庑孤r(shí)web界面上相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)立即顯示危險(xiǎn).

圖7 云服務(wù)器用戶操作界面Fig.7 Web server user interface

4 結(jié)論

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而且農(nóng)業(yè)大棚、工業(yè)車間、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境多樣和監(jiān)測(cè)種類繁多，本文設(shè)計(jì)了通用性強(qiáng)的通信協(xié)議結(jié)合多線程技術(shù)與EPOLL機(jī)制實(shí)現(xiàn)了多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間穩(wěn)定通信；基于B/S架構(gòu)，采用AJAX+HTML5+CSS3設(shè)計(jì)了具有屏幕自適應(yīng)和局部刷新功能的web監(jiān)控界面及后臺(tái)程序；采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信和MYSQL開發(fā)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，方便用戶隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)狀態(tài).

[1]張璐，呂昂.一種雙網(wǎng)絡(luò)智能家居嵌入式網(wǎng)關(guān)/服務(wù)器[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015（7）：72-75.

[2]劉培學(xué)，高穎，金佩芬.基于ZigBee及3G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2015，34（4）：16-19.

[3]吳磊，王猛.基于嵌入式Linux的多協(xié)議網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（30）：30-34.

[4]晏勇，周相兵.基于物聯(lián)網(wǎng)礦井瓦斯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與索，2016，35（1）：93-96，105.

[5]李眾，王鵬澄，陸?？眨?基于ZigBee、以太網(wǎng)、WiFi技術(shù)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2015，34（3）：97-100，104.

[6]消息展訊通信有限公司.展訊發(fā)布采用28 nm工藝的高集成度四核智能手機(jī)平臺(tái)[J].電腦與電信，2014（6）：16-17.

[7]顏詩(shī)洋.微型嵌入式TCP/IP協(xié)議棧開發(fā)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2014，22（22）：108-110.

[8]吳建軍.關(guān)于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的安全問題研究[J].科技資訊，2015，13（32）：27-27.

[責(zé)任編輯田豐 夏紅梅]

System design of intelligent embedded gateway server

ZHAO Xingli1,YUAN Guangming1,ZHANG Xiaojun1,ZHU Zhihui2
（1.School of Mechanical Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China;2.Campus Construction and Management Office,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China）

To meet the complex and diverse environment in producing department and storage,designed the intelligent gateway server which can be versatile and cut.The system integrated multiple heterogeneous networks such as CAN, RS485,WIFI,BlueTooth,ZIGBEE.The system uses the LAMP architecture to design the embedded server,and realizes the access to the local server through the intelligent device in the local area network,to view the status of the sensing nodes and control the execution nodes.In the wide-area network via Ethernet or 3G remote communication to monitor the latest state of sensing nodes.

embedded;gateway;server;heterogeneous network;LAMP framework

TP277

A

1007-2373（2017）02-0058-05

10.14081/j.cnki.hgdxb.2017.02.011

2017-02-15

天津市科技支撐計(jì)劃（14ZCDZGX00811）；天津市產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（14ZCZDSF00025）；天津市863成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（13RCHZGX01116，14RCHZGX00862）

趙興利（1990-），男，碩士研究生.通訊作者：苑光明（1967-），男，教授，博士，1642436550@qq.com.