基于Android平台的物联网网关方案设计

摘要：提出了一种基于Android平台的物联网网关方案。该网关通过蓝牙串口通信实现物联网中WSN (无线传感器网络)中心节点和Android网关的数据传输，在Android平台上实现WSN节点信息管理并通过Android的网络资源实现互联网接入，从而在WSN与互联网之间搭建一条透明的数据传输通道，完成对无线节点的数据进行远程和实时的监测控制。
关键词：物联网；WSN；网关

中国已成为第一大移动互联网市场，在移动互联网和物联网的市场非常广阔，这将使得物联网应用借助移动互联网平台深入到各个领域，实现泛在的接入。目前移动互联网平台常见的嵌入式操作系统主要足Linux、WindowsCE、MeeGo、Android、Palm等；其中Android系统的网络集成性很高，被公认为是一个基于Linux内核并针对移动设备的操作系统。
针对移动终端融合物联网具有很大的意义，而物联网接入互联网的瓶颈是网关 本文提出了基于Android平台、采用蓝牙连接物联网的网关方案，从而有效避免了物联网网关的开发瓶颈。

1 基于Android平台的WSN网关简介
星云测控系统是由一个WSN主节点和很多WSN测控节点构成一个分布式的测控系统，用于野外的暂时和长期测量、桥梁检测和大型结构瞬态测试等。基于Android平台蓝牙串口通信的星云测控(WSN)网关结构示意图如图1所示：

网关采用基于Android的带有蓝牙和Wifi／WLAN功能的智能平板，采用蓝牙连接基于STM32W的WSN测控系统主节点；网关将实现显示、存储、人机交互、远距离通信和网络通信等功能。网关软件在Android2．3操作系统下运行，程序在Android Eclipse下开发完成。其工作过程大致为：将网关蓝牙与ZigBee主控节点蓝牙进行配对、连接和数据传输，同时网关通过同一局域网的WiFi连接至远程终端，实现对ZigBee网络测控信息的显示、存储和控制等，实现网关的通信和管理，完成WSN和互联网的双向数据传输和控制。

2 Android平台的物联网网关的设计方案
网关通过蓝牙串口实现与WSN中心节点间的通信，在Android平台上实现WSN节点信息管理并通过Andrid的网络资源实现互联网接入，从而在WSN与互联网之间搭建一条透明的数据传输通道，完成对无线节点的数据进行远程和实时的监测控制。图2为基于Android平台的网关设计框图，Android平台下的物联网网关的软件实现，需要完成以下步骤：
(1)设置蓝牙和Wi—Fi；
(2)发现已经配对或者附近的蓝牙设备；
(3)连接设备；
(4)在不同设备之间传输数据；
(5)使用Wi—Fi通过无线路南连接同一无线局域网，通过Socket建立基于TCP／IP协议的网络通信。
(6)网关实现对WSN的管理。

图3为网关工作流程。 Android的物联网网关的设计实现了以下功能：启动蓝牙、启动Wi—Fi、蓝牙设备是否可见、搜索蓝牙、蓝牙设备的配对与连接、蓝牙串口通信和网络通信和网关管理。