物联网网关设计

多功能网关
Wi-Fi热点
运营商
自组网模块通过RS232或TTL链接PCM9375工控机， 工控机可选择X86系统或LINUX操作系统，在工控机 内安装GPRS驱动、WCDMA驱动、Wi-Fi驱动。只需 将在市场上购买的2G/3G或Wi-Fi网卡插入工控机USB 端口，在工控机上配置端口设置。上电后工控机根 据设置好的链接端口正常链接网络实现通讯。
Wi-Fi DTU
Wi-Fi DTU
Wi-Fi热点
自组网系统
WiFi 的设置至少需要一个（AP）和一个或一个以上的客户 端。AP 每100ms将SSID（服务集标识符）经由beacon（信 号台）封包广播一次beacons封包的传输速率是1 Mbit/s， 并且长度相当的短，所以这个广播动作对网络效能的影响 不大。因为WiFi规定的最低传输速率是1 Mbit/s ，所以确保 所有的WiFi 客户端端都能收到这个SSID广播封包，client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连线。使用者可以 设定要连线到哪一个SSID。在Wi-Fi模块配置是指定SSID。
物联网网关设计
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什么是物联网

物联网(Internet of Things)是一个基于 互联网、传统电信网等信息承载体，让 所有能够被独立寻址的普通物理对象实 现互联互通的网络。它具有普通对象设 备化、自治终端互联化和普适服务智能 化3个重要特征。
物联网的意义
物联网应用的领域

应用领域: 1、物流： 物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快 递 2、零售： 商品的销售数据实时统计，补货，防盗 3、制造业： 生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产 4、服装业： 自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理 5、医疗： 医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗 6、身份识别： 电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。 7、防伪： 贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等 8、资产管理： 各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等) 9、交通： 高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车 识别等 10、食品： 水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理 11、动物识别： 训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理 12、图书馆： 书店，图书馆，出版社等应用 13、汽车： 制造，防盗，定位，车钥匙 14、航空： 制造，旅客机票，行李包裹追踪 15、军事： 弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪 16、其它：
GPRS DTU网关
GPRS DTU网关
运营商
自组网系统
GPRS DTU登陆GSM网络，然后进行GPRS PPP拨号。拨号成功后，GPRS DTU将获得 一个由移动随机分配的内部IP地址。数据中 心的公网IP地址或固定的域名作为参数存储 在GPRS DTU内，以便GPRS DTU一旦上电 拨号成功，就可以主动连接到数据中心。
物联网系统设备
物联网采集节点
RF模块
TX/RX
FLASH
MCU 处理器
IIC/SPI TTL/232
传感器
采集电路
供电单元
物联网组网协议
ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4 标准基础上建立的，定义了协 议的MAC(介质)和PHY（物理） 层。ZigBee设备应该包括 IEEE802.15.4(该标准定义了RF 射频以及与相邻设备之间通信) 的PHY和MAC层，以及ZigBee 堆栈层：网络层(NWK) 、应用层和安全服务提供层。 给出了这些组件的概况。
物联网网关
什么是网关？ 网关(Gateway)又称网间连接器、 协议转换器。网关在传输层上 以实现网络互连，是最复杂的 网络互连设备，仅用于两个高 层协议不同的网络互连。网关 的结构也和路由器类似，不同 的是互连层。网关既可以用于 广域网互连，也可以用于局域 网互连。
物联源自文库网关模块
天线 时钟
天线

当今的电脑以及互联网几乎完全依赖于人类来提供信息。互联网上大约 有50PB (一个PB为1,024 TB) 的数据，其中大部分最初由人来获取和创 建的，通过打字、录音、照相或扫描条码等方式。传统的互联网蓝图中 忽略了为数最多并且最重要的节点——人。 而问题是，人的时间、精力 和准确度都是有限的，他们并不适于从真实世界中截获信息。这是一个 大问题。我们生活于一个物质世界中，想法和信息很重要，但物质世界 是更本质的。当今的信息技术如此依赖于人产生的信息，以至于我们的 电脑更了解思想而不是物质。如果电脑能不借助我们的帮助，就获知物 质世界中各种可以被获取的信息，我们将能够跟踪和计量那些物质，极 大地减少浪费、损失和消耗。我们将知晓物品何时需要更换、维修或召 回，他们是新的还是过了有效期。物联网有改变世界的潜能，就像互联 网一样，甚至更多。” 1PB相当于1024TB。即1PB=1024 TB=1024*1024 GB
自组网系统
物联网网关设计总结
举例说明了3种网关架构方式和工作原理 1. GPRS DTU网关 2. Wi-Fi DTU 3. 多功能网关（工业PC） 本次讨论起个抛砖引玉的作用，还 有其它的更好的网关架构，希望后续 一起学习探讨。。。
物联网网关设计
谢谢！
RS232
Zigbee汇集器
无线网关
GPRS模块/ WCDMA模块/ Wi-Fi模块
FLASH
电源管理模块
SIM卡
有线网关
GPRS DTU工作过程描述
GPRS DTU上电后，首先读出内部FLASH中保存的工作参数（包括GPRS拨号 参数，串口波特率，数据中心IP地址等等，事先已经配置好）。GPRS DTU 登陆GSM网络，然后进行GPRS PPP拨号。拨号成功后，GPRS DTU将获得一 个由移动随机分配的内部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是说，GPRS DTU处 于移动内网中，而且其内网IP地址通常是不固定的，随着每次拨号而变化。 我们可以理解为GPRS DTU这时是一个移动内部局域网内的设备，通过移动 网关来实现与外部Internet公网的通信。这与局域网内的电脑通过网关访问 外部网络的方式相似。GPRS DTU主动发起与数据中心的通信连接，并保持 通信连接一直存在。由于GPRS DTU处于移动内网，而且IP地址不固定。因 此，只能由GPRS DTU主动连接数据中心，而不能由数据中心主动连接GPRS DTU。这就要求数据中心具备固定的公网IP地址或固定的域名。数据中心的 公网IP地址或固定的域名作为参数存储在GPRS DTU内，以便GPRS DTU一旦 上电拨号成功，就可以主动连接到数据中心。