电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 基于Android平台的物联网网关方案设计（上） [打印本页]

作者: forsuccess 时间: 2013-3-24 00:33 标题: 基于Android平台的物联网网关方案设计（上）

3．2 Android网络通信
Android完全支持JDK本身的TCP、UDP网络通信的API，可以使用SeverSocket、Socket来建立基于TCP／IP协议的网络通信，也可以使用DatagramSocket、Datagrampacket、MulticastSocket来建立UDP协议的网络通信。本设计采用TCP／IP协议来实现网络通信，通信流程如图6所示。

本设计只实现客户端编程，服务端用SocketTool TCP／IP通信调试工具V2．2在PC端建立。使用Socket来实现客户端的步骤如下：
(1)通过IP地址和端口实例化Socket，请求连接服务器。
(2)获取Socket上的流以进行读写。
(3)把流包装进BufferedReader的实例。
(4)对Socket进行读写
(5)关闭打歼的流程。
关键代码如下：

4 网关的管理功能及实现
网关在应用层实现对WSN的管理，主要包括安全认证、时间统一、监测数据采集、节点定位和远程传输功能，从而实现对现场的实时临控和管理。功能设计如下：
(1)安全认证：协调节点在安全认汪中，将申请节点的ID发给网关，网关查找配置表中的授权入网节；如果该节点ID在表中，则通知协调节点允许入网，否则不允许入网。同时，网关可以显示、添加或修改节点配置表中的授权入网节点。
如图8—1所示，网关插入配置表信息，该实验为四个节点组成的ZigBee网络，节点编号分别为0080E102001BC94D、0080E102001BCE91、0080E102001BC204和0080E102001BCF51。ZigBee组成的无线传感器网络实现点对点通信，网关可以采集到节点数据信息，并用绿灯显示该网络实现的是1号节点和3号节点之间的点对点通信，红灯表明处于非工作状态。 (2)时间统一：在进行时间统一的过程中，首先通过NTP协议对网关校时，并以此时间为基准，把时间发给协调器节点，从而校准协调节点的时间和网内子节点的时间，实现网络中节点的时间统一。如图7(a)所示，网关的最下方显示了NTP协议实现的校时。

(3)监测数据采集：在进行节点定位的过程中，网关可以采集节点数据、提取节点号和RSSI值。如图7(h)所示，上方滚动串口显示了收到的来自ZigBee无线传感器网络的串口数据。
(4)节点定位：ZigBee网络使用RSSI测距法实现节点定位，网关采集节点RSSI值解算出了节点大概位置。
(5)存储监测数据：接收节点监测数据并定期以文件形式保存到本地的SD卡中。如图8—2截取的存储至SD卡的数据传输数据，命名为Bluetooth．txt。

5 测试结果
系统所需的硬件平台为：Android平板电脑一部、BMX蓝牙模块、PC机一台。本实验所需的软件平台为：SSCOM32串口调试助手、Socket Tool网络调试和TCP／UDP开发丁具、Ecplise JAVA开发环境和Android SDK开发包。网络通信设置的IP地址为：192．168．0．190，端口号为：30000。

运行主要结果如图8所示。图8 (a)为设备连接界面，主要实现蓝牙连接和网络连接，触发搜索设备按钮显示设备列表，点击所需设备名称建立蓝牙连接。触发wifi按钮建立网络连接，触发测试按钮，测试通信信道是否建立，建立成功显示”success connection”。该网关实现了双向数据传输和网关管理，如图8(b)，8(c)。传输过程分为以下三种情况：
(1)蓝牙设备发送数据给Android网关和远程终端，Android网关和远程终端显示”xi’antechnological universitv”表明测试成功。
(2)Android网关发送数据给蓝牙设备和远程终端，蓝牙设备和远程终端显示“I am Lei Bin”表明测试成功。
(3)远程终端发送数据给Android网关，Andiroid网关显示“Success of socket communication”表明测试成功。网络通信结果如图8(d)所示。

6 结束语
由于采用蓝牙串行通信技术连接物联网，避免了在Android平台上的硬件开发，使得在对现有Android智能平台无需硬件改造及编写底层驱动即可实现无线传感网络管理及和互联网间的数据传输，大大降低了物联网网关的应用难度和成本。
在该设计的基础上，可以进一步实现对无线传感器网络的实时控制，这使得在移动终端融合物联网应用成为可能。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)