基于Android平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案設(shè)計(jì)

摘要：提出了一種基于Android平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案。該網(wǎng)關(guān)通過(guò)藍(lán)牙串口通信實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中WSN (無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò))中心節(jié)點(diǎn)和Android網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸，在Android平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)WSN節(jié)點(diǎn)信息管理并通過(guò)Android的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入，從而在WSN與互聯(lián)網(wǎng)之間搭建一條透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，完成對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程和實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)控制。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；WSN；網(wǎng)關(guān)

中國(guó)已成為第一大移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)非常廣闊，這將使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)深入到各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)泛在的接入。目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)主要足Linux、WindowsCE、MeeGo、Android、Palm等；其中Android系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成性很高，被公認(rèn)為是一個(gè)基于Linux內(nèi)核并針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的操作系統(tǒng)。
針對(duì)移動(dòng)終端融合物聯(lián)網(wǎng)具有很大的意義，而物聯(lián)網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)的瓶頸是網(wǎng)關(guān) 本文提出了基于Android平臺(tái)、采用藍(lán)牙連接物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)方案，從而有效避免了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的開(kāi)發(fā)瓶頸。

1 基于Android平臺(tái)的WSN網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)介
星云測(cè)控系統(tǒng)是由一個(gè)WSN主節(jié)點(diǎn)和很多WSN測(cè)控節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)分布式的測(cè)控系統(tǒng)，用于野外的暫時(shí)和長(zhǎng)期測(cè)量、橋梁檢測(cè)和大型結(jié)構(gòu)瞬態(tài)測(cè)試等。基于Android平臺(tái)藍(lán)牙串口通信的星云測(cè)控(WSN)網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：

網(wǎng)關(guān)采用基于Android的帶有藍(lán)牙和Wifi／WLAN功能的智能平板，采用藍(lán)牙連接基于STM32W的WSN測(cè)控系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)關(guān)將實(shí)現(xiàn)顯示、存儲(chǔ)、人機(jī)交互、遠(yuǎn)距離通信和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。網(wǎng)關(guān)軟件在Android2．3操作系統(tǒng)下運(yùn)行，程序在Android Eclipse下開(kāi)發(fā)完成。其工作過(guò)程大致為：將網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙與ZigBee主控節(jié)點(diǎn)藍(lán)牙進(jìn)行配對(duì)、連接和數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)網(wǎng)關(guān)通過(guò)同一局域網(wǎng)的WiFi連接至遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)測(cè)控信息的顯示、存儲(chǔ)和控制等，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的通信和管理，完成WSN和互聯(lián)網(wǎng)的雙向數(shù)據(jù)傳輸和控制。

2 Android平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)方案
網(wǎng)關(guān)通過(guò)藍(lán)牙串口實(shí)現(xiàn)與WSN中心節(jié)點(diǎn)間的通信，在Android平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)WSN節(jié)點(diǎn)信息管理并通過(guò)Andrid的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入，從而在WSN與互聯(lián)網(wǎng)之間搭建一條透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，完成對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程和實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)控制。圖2為基于Android平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)框圖，Android平臺(tái)下的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的軟件實(shí)現(xiàn)，需要完成以下步驟：
(1)設(shè)置藍(lán)牙和Wi—Fi；
(2)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)配對(duì)或者附近的藍(lán)牙設(shè)備；
(3)連接設(shè)備；
(4)在不同設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)；
(5)使用Wi—Fi通過(guò)無(wú)線路南連接同一無(wú)線局域網(wǎng)，通過(guò)Socket建立基于TCP／IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。
(6)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)WSN的管理。

圖3為網(wǎng)關(guān)工作流程。 Android的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下功能：?jiǎn)?dòng)藍(lán)牙、啟動(dòng)Wi—Fi、藍(lán)牙設(shè)備是否可見(jiàn)、搜索藍(lán)牙、藍(lán)牙設(shè)備的配對(duì)與連接、藍(lán)牙串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)關(guān)管理。