研究内容(包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等)
一、 基本思路
此系统主要完成三个任务,首先,是无线传感网络的数据采集和存储;其次,执行数据的协议的双向转换;最后将协议转换后的数据发送到公共网络。此外该系统还应该有相应的管理和控制能力。在我的设计中,智能网关整体由三个子系统组成,分别是网关子系统、温度采集子系统、监控服务器子系统。
本课题是基于嵌入式和linux的物联网网关设计,包括系统需求分析和系统功能设计等,通过学习、规划、设计将本次的毕设分为底层、中层、上层三个模块,分别是底层温度湿度传感器、中层Linux内核驱动、上层的应用层。
在上层的软件设计中还采用了面向对象的研究方法,面向对象技术中最重要的概念就是对象,它是基于问题对象的自底向上的一种系统开发方法。在开发过程中,分析和设计阶段独立于程序设计语言。最主要的特点是对象为基础,对象是分析问题和解决问题的核心。面向对象的方法便于帮助分析者、设计者和用户清楚表达抽象概念。
基本设计思路:
1、按照实验设计的要求以及过程,首先进行需求分析。
2、根据需求分析,建立需求的整体构架,并完成数据流图将系统模块化,根据系统的功能,确定各个模块功能,现整体的软硬件功能设计。
3、详细设计。对各个模块进行详细的设计,确定各个模块内部的具体流程。
4、熟悉开发平台对各个模块按先后顺序进行编码以及测试。
二、研究方式、方法
本课题是基于Linux的物联网网关控制系统,使用Linux进行底层平台的搭建和上层的客户端设计,包括系统需求分析和系统功能设计等,通过学习,软件工程、Linux底层驱动,嵌入式开发等知识,将学到的知识实际运用到本课题中。通过最简单也是最基础的方式,扎扎实实的完成本次设计。实现时使用Linux进行上层的客户端软件的开发。而底层的平台是friendlyARM6410,通过Linux编写底层驱动,通过温度传感器收集,收集传感器节点的数据,实现无线传感网络数据的采集和存储。实现数据协议的双向转换,最后将无线传感器数据发送到物联网云平台。
为了更直观的表现系统的架构以及组成,根据对网关的整体设计,物联网网关的整体架构图如下:
(1)物联网网关整体架构图
为了将毕业设计项目能够转换成实际项目,将设计项目的具体功能抽象处理。硬件结构图以及软件结构图如下:
(2)硬件结构图
(3)软件结构图
上层应用具体模块解释说明:
l 登陆/退出智能网管系统
此模块是为用户设计的登陆以及退出,用户可以点击进入登陆该系统,需要输入账户以及密码,确保系统的安全,并且方便用户使用。
l 系统配置
用户可以在这个选项中选择配置最大的系统连接数,以及添加管理员账户,添加用户账户。
l 开启网关服务
用户可以选择开启网关服务,此时系统会连接,在测试软件中输入发送的数据可以在系统中接收到数据的长度,并且保存到数据库。
l 查看数据库
用户可以对数据库数据进行查看,数据库会保存所有的数据,还可以对数据库的内容进行删除。
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