网关范文10篇

网关范文篇1

家庭网关的基本类型见图2。

不同的家庭网关可以提供不同水平和类别的应用。由RG定义的家庭网关设备可以使家庭消费者使用几乎所有主要的应用。如TIA制造的家庭网关可以满足以下几类应用：远程通讯、Internet接入、远程教育、远程医疗、可视电话、家电管理和集成、安全系统管理、家庭能源调节和管理、自动计量读表、邻里无绳漫游电话、视频传送和分配、虚拟VCR和视频点播、视频交互通讯、CD点唱机、在线广告和电子公告。

集中式网关倾向于在一个宽带网络上集成视频、音频和语音应用，如高级的机顶盒产品、Motorola的DCT－5000、Scientific－Atlanta的Explorer2000、NextLevelCommunication的LP系列N3家庭网关。前两种允许通过HFC提供集成化服务，最后一种一般应用于VDSL网络，可为不同终端设备提供声音、视频和数据信号。近来市场上出现一种新型集中式网关，它集成了一个宽带Modem（DSL或CableModem）和一个家庭网络解决方案（如HomePNA或HomeRF的解决方案）。这样的网关有CiscoSystem公司的Internet家庭网关，2Wire公司的HomePortal，ShareGate公司的ISIS/Jupiter网关，以及CaymenSystem公司的3220HW网关。

大多数专用服务网关和瘦服务器网关所允许的应用被限制在特定的应用类型，诸如Internet接入，电话，能量管理，和家庭控制与安全。新出现的瘦服务器网关可以允许多种类型的应用。例如Ericsson公司的e－box，被设计用于能源管理、家庭自动化、家庭护理、家庭安防，以及共享Internet接入。其他的专用和瘦服务器网关包括CoactiveNetworks公司的Connect2000和3000系列，EmeraldGateway公司的ESG400，SageSystem公司的Aladn网关节点等。

随着新的家庭网关产品的不断出现，不同类型的应用集中于一个装置将是家庭网关研究和开发的未来趋势。

2家庭网关的标准

许多公司都开发了自己的家庭网关产品。然而开发出更多复杂的和具有兼容性的家庭网关，迫切要求制定相应的家庭网关标准。目前已有的相关标准见下表所示。

开放服务网关组织（OSGi）当前正在制订他们称之为服务网关的规范。该规范包含的技术的主要特点是：需要开放的和独立的平台；目标是成为一个标准；应有较高的独立性和保密性；应支持不同类型的家庭连网协议；应具有较高的可靠性。

OSGi标准实质上是一系列API（应用编程接口）的集合。这些API包括核心的API和可选的API，它们共同构成了OSGi的网关规范。如果必要，OSGi可以使用已有的Java标准，其重点是如何集成这些相关的标准。

核心的API执行服务传输、从属和周期管理、资源管理以及远程服务管理。所有核心的API可由开发人员或OSGi的技术工作组来完成。

可选的API定义了向一个基于HTTPWeb服务器输出资源的机制、客户机与网关的交互作用以及数据管理。

值得指出的是OSGi提供了一种简单的会员制，会员是所有盈利或非盈利公司、政府、组织教育机构，或其他支持OSGi目标的企业。目前已有许多著名公司成为OSGi的会员:AMD,CiscoSystems,CoactiveNetworks,Compaq,DeutscheTelekom,Domosys,Echelon,emWare,Enikia,Ericsson,FranceTelecom,Hewlett－Packard,IBM,Motorola,NationalSemiconductor,Nokia,Oracle,Philips,SchneiderElectric,Sharp,Siemens,Sony,STMicroelectronics,SunMicrosystems,Sybase,TokyoElectricPower,Toshiba等。

家庭网关接口的有效的解决方案，当前比较统一的观点是开发一个集中式网关，然而这只是最终的期望。因为不同的外部接入网络的特点不同，不同的服务提供商有不同的商业模式，存在不同的已有的或正在研发的网络接口设备，它涉及许多不同的技术或商业问题，因此在不远的将来是不会有一个单一的家庭网关解决方案出现。另一方面，尽管一个分布式或多个网关的方案也有许多支持者、制造商和服务提供商，但其同时也面临着集成网关方案的挑战。最终，一个整个家庭集中式网关将提供一个最有效的桥接外部网络和家庭网络或设备的解决方案。

3家庭网关的应用前景

家庭网关的应用将会是大量的。其最大和最多的应用是在家庭内多个PC同时共享一个宽带网络接入。例如，家中的小孩可以接入Web来学习学校的课程，同时另外一个家庭成员可以同时进行网上购物。多个人可以同时进行网络操作，而不需要等待其他人完成操作。

家庭网关的应用不仅仅是高速Internet的接入,未来的宽带接入进入家庭后，将会带来更多的服务内容，不仅是Internet的接入，还有混合视频和音频信息流的可视电话，以及其它交互形式的娱乐服务，如网络游戏等。家庭网关将执行智能化的路由算法，把这些信息流（数据）分配给各种电话、智能电器、数字电视和音响等设备。例如，高级的家庭网关可以使用呼叫者ID信息来发送电话呼叫给家庭内某个电话，儿童的电话只能送到他们的房间，或晚上10点以后的电话呼叫（不包括紧急电话）只能送到远离卧室的地方。

网关范文篇2

关键词无线应用协议，WAP推送，短信网关，PDU模式

1WAP推送技术简介

1.1什么是WAP推送

WAP推送（PUSH）技术是一种建立在客户服务器上的机制，就是由服务器主动将信息发往客户端的技术。同传统的拉（PULL）技术相比，最主要的区别在于推送（PUSH）技术是由服务器主动向客户机发送信息，而拉（PULL）技术则是由客户机主动请求信息。PUSH

技术的优势在于信息的主动性和及时性。

PUSH技术在Internet中没能取得大的成功，原因是多方面的。主要原因在于固定网中计算机等固定设备为用户提供了足够的资源和能力去查找信息所以用户通常将它作为一个浏览信息的窗口，而不是被动的信息接收者。同时固定网用户对于信息准确性的要求远甚于对其及时性的要求，因此PUSH技术未能得到广泛的应用。

而在移动网中，由于存在着网络带宽、移动终端能力以及自费标准高昂等诸多限制，使得用户查找信息受到了一定的限制，如果将重要的信息主动及时地推送到用户的移动设备上无疑会大大方便用户。移动通信的优点是移动设备能够随时随地接收信息因此PUSH技术在移动网中可以大展拳脚，WAPPUSH正是PUSH技术和移动通信两者扬长避短相结合的产物。WAPPUSH是在移动网络中应用的PUSH技术，它结合了一般PUSH技术和移动网络的特点。它的系统框架、使用协议和服务方式与固定网上的PUSH技术有很大不同。

1.2WAPPUSH系统框架

WAPPUSH框架主要包括推送发起者（PI：PUSHInitiator）、推送网关(PPG：PUSHProxyGateway)和推送客户(PC：PUSHClient)三个功能部分。PI位于Internet中，而PC在WAP领域，PI和WAP客户端所使用的协议是不同的，需要在中间建立一个协议转换网

关即PPG。PPG通过推送访问协议（PAP：PUSHAccessProtocol）与PI通信，通过推送空间传输协议（PUSHOTA：PUSHover-the-Air）完成向客户推送信息的数据传输任务。

PPG完成推送体系结构中的大部分工作，包括从Internet到移动网的访问接入，以及与其有关的认证、安全、客户端控制等所有工作。PG所提供的主要服务包括：1)PI的标识、鉴权和访问控制；2)对推送内容进行语法分析，并依据数据类型定义（DTD）检错纠错；3)客户寻址与信息传输；4)PAP与PUSHOTA间的协议转换；5)为提高无线信道中的传输效率，对信息进行压缩、编译等处理。

另外，PPG还可以通过别名机制实现组播和广播，即将某些特定的地址别名映射到组播或广播的操作中，具体方案可以由系统实现者决定。不同的客户端，其能力是不同的，PPG还要负责响应PI的客户能力查询请求，以便于PI针对不同的客户端构造合适的内容格

式。

1.3推送协议

PAP是PI与PPG间的通信协议，它使用可扩展标记语言（XML）作为消息的描述语言，通过简单的请求响应机制完成数据的传输。PAP可以在多种通信协议（包括超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议（SMTP）等）之上实现。

而PUSHOTA是运行于无线会话协议（WSP）之上的一个较为简单的协议层，负责从PPG到客户的数据传输。PUSHOTA可使用面向连接的会话和无连接会话两种WSP层服务，对于使用连接会话的推送，需要在PPG和客户端间预先有一个激活的会话上下文；对于无连接的推送，则通过预留的端口来完成通信。

1.4推送服务方式

WAP的推送协议中定义了服务指示（SI：ServiceIndication）和服务加载（SL：ServiceLoad）两项服务，以给用户和网络运营者更多的选择。服务指示是将新信息的指示和相关的通用资源标识符（URI）推送给用户，由用户选择是立即处理信息还是以后处理。服务加

载是将一项服务的URI推送给用户，然后客户端自动地使用PULL技术根据该URI启动服务。两种服务的区别在于用户是否介入推送信息的处理过程。SL对推送信息的处理对用户来说是透明的，而SI则在指示用户的同时，请用户对随后的处理做出选择。

PUSH可以将某一站点或某一业务的链接通过短信发送到支持WAPPUSH功能的手机上，这样用户只需要阅读这条短信，打开短信中的链接，就可以直接访问业务了。因此，WAPPUSH实现了短信和WAP业务的结合，节省了用户寻找业务的时间，方便用户直接找到并使用自己喜欢的业务。

2短消息网关简介

短消息网关（ISMG）是处于短消息中心（SMSC）和业务提供商（SP）之间的设备，它为这两个实体的数据交换提供安全、快捷的通道。网关与短消息中心之间使用SMPP协议（ShortMessagePeertoPeer,短消息点对点协议）,与SP之间使用CMPP协议（ChinaMobilePeertoPeer,中国移动点对点协议），因此短消息网关需要完成协议的转换、计费、路由、安全和网络管理等功能。具体说来，SMPP通信系统主要实现网关和GSM网中短消息中心（SMSC）的连接，确保准确接收和发送数据，实现高效、可靠的数据传输。为了达到规范要求的不超过0.001%的数据丢包率，SMPP通信需要支持流量控制。CMPP通信系统主要是实现和SP服务提供商的连接，与SMPP通信系统不同的是，由于协议的影响，CMPP通信是服务器端，需等待SP的连接，而SMPP通信是客户端，需要主动连接SMSC。短消息网关处理系统是网关中最复杂的处理进程，它完成的任务包括：向GNS(汇接网关)查询路由，维护路由表，进行协议转换和数据分发。防火墙系统主要为网关系统提供安全保障，它包括IP包过滤和身份验证。短信网关计费系统主要形成各种计费话单，为计费提供依据。业务管理系统主要完成对业务进行统计报告，生成报表，为运营者对用户数据的添加、修改、删除以及对网关系统的监控、查询、操作和维护提供接口和界面。

3基于短信网关发送WAPPUSH

WAPPUSH的发送有两种途径，一个是通过PPG网关，另外一个是通过SMPP协议。其中SMPP是一个基本协议，在中国主要有三个由其派生的协议：中国移动的CMPP协议，中国联通的SGIP（在CDMA上是ETIP），以及小灵通的SMGP。通过中国移动的PPG网关发送WAPPUSH有着开发周期长，调测流程较复杂等不足，而使用CMPP协议即基于短信网关来进行WAPPUSH发送灵活性比较高，相对比较简单。

3.1WAPPUSH发送的实现模式

可通过计算机串口上连接GSMMODEM，用它向手机发送WAPPUSH。这种方法发WAPPUSH又分三种模式：BLOCK模式、TEXT模式和PDU模式。BLOCK模式现在用的很少了，TEXT模式则只能发送ASCII码,它不能发送中文的UNICODE码，而PDU模式开发起来则较为复杂,它需要编写专门的函数来将文本转换为PDU格式,但PDU模式被所有手机支持，可以使用任何字符集，它也是手机默认的编码方式，所以选用PDU模式发送WAPPUSH.

3.2PDU模式

用PDU模式发送WAPPUSH可以使用三种编码:7-bit编码、8-bit编码和

UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。由于要实现中文WAPPUSH的发送,所以选择用UCS2编码,即中文Unicode

码。

⑴UCS2编码原理所谓UCS2编码，是将单个的字符(1-2个字节)按ISO/IEC10646的规定，转变为16位的Unicode宽字符。即将单个的字符转换为由四位的‘0’-‘9’、‘A’-‘F’的数字和字母组成的字符串。待发送的消息以UCS2码的形式进行发送。

⑵通过UCS2编码我们得到中文Unicode码，接着就可以进行发送PDU串的编制了。从表面上看，PDU串是ASCII码串，同样由‘0’-‘9’、‘A’-‘F’这些数字和字母组成。它们是8位字节的十六进制数，或者BCD码十进制数。PDU串除了包含所发送的消息本身外，还包含很多其它参数信息，如服务中心号码、目标号码和编码方式等

例如

0051000BA13108086406F600F5A7850B05040B8423F0000303010129060603AE81EA8DCA02

056A0045C6080C033231312e3133362e3135332e33302f776170707573682f70757368496e64657

82e6a73703f7075736849643d3035303531313134313630353231000103E8AFB7E782B9E587BB

E4BBA5E4B88BE993BEE68EA5E88EB7E58F96E5BDA9E4BFA1E58685E5AEB9000101

为一串可以成功发送的WAPPUSH，其中包括了汉字描述和WAP页面地址。具体分析如下

00SMSC地址信息的长度00表示用手机上设置短信中心号码，PDU串的“SMSC

址格式”段和“SMSC地址”段将省去

51基本参数(TP-MTI/VFP)不要求发送回复

00消息基准值(TP-MR)

0B对方电话的长度

A1目标地址格式A1表示为国内格式

3108086406F6目标地址，补‘F’凑成偶数位后奇偶位互换

00协议标识(TP-PID)是普通GSM类型，点到点方式

F5用户信息编码方式(TP-DCS)

A7有效期(TP-VP)

85用户信息长度(TP-UDL)

0BWAPPUSH头部的总长度

05040B8423F0表示接下来是一个WAPPUSH

00表示是ConcatenatedShortMessages

03长度

03referencenumber

01表示分成1个短信发送

01当前包的序号

29060603AE81EA8DCAWSP

02标记位

05-//WAPFORUM//DTDSI1.0//EN

6AUTF-8

00标记开始

45<si>

C6<indication

08<action=signal-high>

0Chref="http://

03字符串开始

3231312e3133362e3135332e33302f776170707573682f70757368496e6465782e6a73703f707573

6849643d3035303531313134313630353231URL

00URL字符串结束

01>

03内容描述字符串开始

E8AFB7E782B9E587BBE4BBA5E4B88BE993BEE68EA5E88EB7E58F96E5BDA9E4BFA1E5

8685E5AEB9内容描述字符串

00内容描述字符串结束

01</si>

01</indication>

由以上分析可以看出，WAPPUSH可以被当作一种特殊的短信来发送，WAPPUSH包发送的内容实际上跟通过PPG网关发送的XML原理相同，但是经过了压缩。压缩之后的格式称为WBXML，这种格式将一些标记用代码来表示。然而WBXML的缩略标记分为两部分，一部分是所有类型的XML都通用的，另一部分是不同类型的XML有着不同的解释。

用户接收到此类信息时，在客户端手机支持WAP的情况下，可以直接访问到信息中加载的WAP网站地址，这样服务器也达到了推广业务方便用户使用的目的。由于在UCS2编码方式下，可发送短消息的最大字符数是140字节，即WAPPUSH中的推送URL与描述文字的

总字符数为140，因此描述文字的字数限制与推送的URL长度有关。

4结束语

WAPPUSH技术结合了PUSH技术的优势和移动通信服务的特性，具有良好的应用前景。但是WAPPUSH技术仍然存在着一些亟待解决的问题，如信息的鉴权与认证、信息的准确性、如何避免垃圾信息等。如何解决好这些问题将是WAPPUSH技术成功的关键。另外，随着GPRS技术和3G无线通信技术的发展，无线信道的带宽将逐步增大，WAPPUSH也将能进一步推送多媒体信息,有着更宽广的应用前景。

参考文献

1邓丽华，黄华，张靖宇².《短消息网关通信模块的设计与实现》.2002年

2《GSMMODEM/GSM终端编程开发PDU码/短信格式短信规则解析》.北京:经纬星航科技

网关范文篇3

1.1系统漏洞

若计算机的操作系统以及应用软件存在系统漏洞，间谍就会利用这一安全漏洞来远程控制计算机，致使计算机中的重要文件资料被轻易窃取。当然这种攻击方式是将口令作为攻击对象，对计算机中的程序进行猜测破译，若需要验证口令时，将会自行避开，并冒名顶替合法的用户，从而轻易的潜入目标计算机中，控制计算机。当然许多计算机用户为了弥补这一安全漏洞，通过“打补丁”的方式来解决系统漏洞的问题，但是还是有部分计算机用户没有这种安全意识，使得计算机系统漏洞长期存在，导致网络间谍能够远程操控计算机。

1.2口令简单

随着网络技术的发展，为了防止网络信息的泄露，大多计算机用户都会在计算机中设置密码，从而禁止陌生人的访问权限，一般计算机用户会设置开机密码，也会对电子邮箱设置密码从而来限制访问权限。但是有部分计算机用户没有设置密码，致使攻击者能够轻而易举地在计算机上建立空链接来远程控制计算机。当然若设置的密码较为简单也能够使计算机轻易被攻击。

1.3木马程序

计算机中木马程序是由木马和控守中心组成，在计算机中是一种较为隐蔽的远程控制软件。一般为了防止计算机被追踪，会在计算机程序中增加跳板，从而更好的连接控守中心和木马。木马利用跳板来联系控守中心，而操作控守中心的人可以利用网络来控制用户的计算机，从而来监视用户的举动，窃取用户的文件资料，甚至是监听用户的谈话内容。计算机系统漏洞会导致木马病毒攻击计算机，其攻入计算机的途径多样，如利用用户浏览网页的空隙潜伏在连接上，藏于邮件的附件以及程序中，从而来攻击计算机。当然木马很善于隐藏技术，有些木马利用代码注入技术潜伏在计算机系统程序中，有些木马改变名字如window.exe等，利用用户不了解计算机系统来隐藏自己。木马病毒攻击计算机可能会导致计算机系统的崩溃。

1.4嗅探器

网络嗅探就是网络监听，是利用计算机中的网络共享通道来获取数据，是较为高端的网络技术。当然嗅探器进行监听的途径有两种：一是利用网络连接设备来进行监听活动，如将监听软件放置在网关服务器上；二是利用具有安全漏洞的局域网来进行监听活动。在一般的网络环境中，网络信息是以明文的方式进行传输，间谍只要获取一台主机的管理员权限，就可以对局域网的数据进行监听活动，操控计算机。而网络监听软件可以将用户的聊天记录以及电子邮件密码全部监听，在互联网上较为盛行的监听软件是MSN，一般安装MSN软件之后，可以对本地局域网中使用MSN软件用户的聊天内容进行监听活动。

2网关攻击技术对网络安全的作用

网络技术的发展，使得网络攻击技术越来越高端，要想减少黑客以及间谍的攻击，保证网络的安全，必须要对网络攻击技术进行深入剖析，使其能有效保障网络安全。

2.1网络攻击技术的双重性

互联网具有开放性，由于网络技术的发展，很多网络技术开始进行跨国攻击，窃取别国的机密文件，为此不仅要积极防御网络攻击，还要努力提高自身的网络安全技术。虽然网络攻击技术有着一定的缺点，但是我们要用发展的眼光来看待网络攻击技术，网络攻击技术有利于网络的安全。网络攻击技术的发展，使得我们必须要去研究了解它，保证网络的安全，随着信息技术的发展，要想保证国家信息的安全，必须要不断开发具有知识自主产权的网络安全产品。

2.2网络攻击技术促进了网络技术的发展

网络攻击技术的发展，使得网络产品不断改善，从而促进了网络安全。黑客和间谍利用网络技术对计算机进行攻击，从一定程度上促使了网络安全产业的发展，从而推动了互联网的发展，网络攻击技术能够带来技术的创新。当然网络管理人员能够充分利用网络攻击技术来找出网络系统的安全漏洞，采取一定的措施来加强网络的安全，从而使网络攻击技术服务于网络安全。

2.3网络攻击技术为国家安全服务

随着社会经济的发展，信息化程度日益加深，人们的日常生活越来越离不开网络，许多网络都存在着管理漏洞，容易使机密文件泄露，因此网络安全对于国家的国防安全以及经济发展十分重要。必须要防御网络攻击技术，增强网络安全，这样才能在未来的信息战中取得胜利。

3结束语

网关范文篇4

关键词：音频网关（AG）蓝牙Bluestack协议栈耳麦

蓝牙是一种近距离无线通信技术规范，用来描述和规定各种电子信息产品相互之间是如何用短距离无线电系统进行连接的。蓝牙技术的主要用途是取代电缆。由于蓝牙具有比802.11b、HomeRF、红外等无线技术高得多的性能价格比，蓝牙技术应用具有非常广阔的前景。

目前已有不少公司生产出高集成度的蓝牙芯片组，例如朗讯的W7020+W7400芯片组、飞利浦的LMX3162芯片、Atmel的T2901和AT76C551芯片等。利用这些芯片可进一步方便地进行蓝牙产品的开发、同时，也有许多公司还开发出了高层协议栈及相应的API。开发者基于这些高级协议栈，可不必对蓝牙技术作深入的研究就可以方便地开发基于蓝牙的应用。本文讨论一个基于CSR的BlueCore01b芯片和CCL的BlueStack协议栈的嵌入式音频网关的实现实例。

1音频网关的应用

由于蓝牙的低功耗和小体积的特点，在实现移动电话具备矩距离无线通信的能力时，蓝牙是首选的，而且是唯一的。目前已有一些移动电话公司推出了蓝牙手机产品，如爱立信的T39和T68等、诺基亚的6310、摩托罗位的T270c、索尼的C413S和阿尔卡特的OT702等；但大部分手机仍不具有蓝牙功能。通过在普通手机的音频接口上加装一个蓝牙音频网关，就可实现普通手机的蓝牙功能，与蓝牙无线耳麦进行短距离无线通信。

所实现的音频网关符合蓝牙技术规范PATRK：6中的耳麦应用规范。音频网关（AG）既用作输入也用作输出。AG可与耳麦建立一个RFCOMM连接，向耳麦发送AT命令。AG和耳麦之间也可建立SCO连接，进行音频传输。

2音频网关硬件电路

音频网关的电路设计利用CSR提供的BlueCore01b蓝牙芯片。BlueCore01b是在单片芯上集成了射频单元和法带控制器。芯片的方框图如图1所示。该芯片由射频接收器、射频发射器、射频合成器、物理层DSP硬件引擎、猝发状态控制器、微处理器、内存管理单元等部分组成，BlueCore0b是一个完整的单片系统，只要与内含蓝牙软件栈配合，即可向数据和语音设备提供全兼容的蓝牙接口。因此，实现音频网关的硬件电路相当简单。它主要包括以下几部分：蓝牙芯片、外部内存、音频编/解码器（CODEC）、键盘/显示。嵌入式音频网关电路方框图供音频输入/输出接口，建立音频连接。键盘/显示部分主要用于输入设备的识别码（PIN码）、发送AT命令、音频控制等操作及相应的状态显示。在外部内存中包含有CSR蓝牙软件栈及用户应用程序。

3音频网关软件

有了相应的硬件平台以后，功能的完成主要通过软件实现。音频网关应用程序的实现是基于BlueStack协议栈来完成的。下面详细讨论音频网关的实现。

3.1软件的组成

如图3所示，音频网关软件为三层结构。

（1）BlueStack协议栈

BlueStack是剑桥咨询有限公司（CCL）的蓝牙协议软件栈，是用C语言实现的Bluetooth高层协议栈软件。它遵循由蓝牙特殊兴趣小组（SIG）提出的分层模型，支持在L2CAP上使用RFCOMM或TCS二进制作为传输协议层规范。基于BlueStack协议栈，可实现Bluetooth的所有功能。音频网关就是基于BlueStack实现的。

（2）AG客户机程序

这是AG软件的最高层，主要进行设备的查询、配对、连接等的请求；PIO事件的处理；识别码输入、音量控制、送AT命令及状态显示；启动调度程序等。这一层的程序由用户根据不同的应用来编制。

（3）连接管理器程序

这是AG软件的中间层，也由用户编制。引入连接管理器，主要是为了减少高层应用程序的指令数量，为高层应用程序和低层协议栈之间提供一个通用接口。连接管理器级主要是处理高层的请求信息，传送至BlueStack，并接收BlueStack的处理结果，进行相应处理后，通知高层应用程序级。

3.2消息及处理机制

（1）消息

整个协议栈的Bluestack实现是消息驱动的，因此层与层之间使用消息传递方法。从图3的结构可看出，只有相邻层有接口关系。在嵌入式音频网关应用程序中，涉及到两大类消息：CM消息和BlueStack消息。前者在客户机和连接管理器之间进行传递，如图4所示为消息传递示意图；后者为连接管理器和BlueStack协议栈之间传递的消息。

消息使用服务原始模型。一般地，在服务原语后加上扩展名_REQ、_IND、_RES（or_RSP）和_CFM，分别表明原语是一个服务请求、指示、响应还是证实。CM消息格式为CM_原语_扩展名，如SCO连接请求消息为CM_SCO_CONNECT_REQ。BlueStack原语类型有四种：DM_PRIM、RFC_PRIM、SDP_PRIM及L2CAP_PRIM。在AG应用中，用到前三种。BlueStack消息格式为DM（RFC、SDC或SDS）_原语_扩展名，如SCO连接请求消息为DM_SCO_CONNECT_REQ。

（2）消息传递

各应用层之间的消息传递通过消息队列来完成。消息的处理是通过某项任务进行的。第一个任务都有一个消息队列，消息被提交给所属某一任务的消息队列。实现任务和消息队列之间的捆绑是静态的。消息队列n，归属于任务n。在此AG应用中，我们定义了两个任务：一是AG任务，任务号为1，队列号也为1；另一是CM任务，任务号为0，队列号也为0。因此，AG客户机将所要传递给CM的消息提交到队列0中，而CM传递给AG客户机的消息送入队列1中。

在软件中，一个服务原语是一个结构。结构名一般采用原语_T。结构成员包括这些原语的类型及相关的载荷数据，如CM的查询请求服务结构定义如下：

在软件中，一个服务原语是一个结构。结构名一般采用原语_T。结构成员包括这些原语的类型及相关的载荷数据，如CM的查询请求服务结构定义如下：

typedefstruct{

uint8max_response;//可被接收的最大查询响应数

Delayinq_timeout;//用户提供的查询处理超时时长

uint32class_of_device；//设备类型

uint16remote_name_request_enabled;//标志位指示是否完成远程名的请求

}CM_INQUIRY_REQ_T；

以下给出了消息的提交。其中，宏MAKE_MSG表示创建该消息，msg为该消息结构的指针，将消息送入队列用MessagePut函数来完成。

*AG客户机

MAKE_MSG（CM_INQUIRY_REQ）；

msg->max_responses=num_responses;

msg->inq_timeout=D_SEC(timeout);

msg->class_of_device=CoD_filter;

msg->remote_name_request_enabled=rnr_en;

MessagePut(0,msg);

}

*CM

{

MAKE_MSG(CM_INQUIRY_COMPLETE_CFM);

msg->status=status;

MessagePut(1,msg);

}

（3）消息处理

对某一消息队列中的消息，由相应的任务来完成，调度程序运行消息队列不为空的任务。在应用程序中，任务用宏定义“DECLARE_TASK”来声明，用参数来标识某个任务。参数必须为整数，表示其任务号。分别在AG客户机程序和CM中声明任务1和任务0。程序结构如下：

*AG客户机程序中的任务1：处理来自CM的消息DECLARE_TASK（1）

{

void*msg;

MessageTypetype;

/*取出队列中的消息，其中的参数必须与DECLARE_TASK中的一致*/

msg=MessageGet(1,&type);

if(msg)

{

switch(type)

{

/*ConnectionManagerisreadytobeused*/

caseCM_INIT_CFM:

agInitCfm();

break;

/*ConnectionManagerhasbeeninitializedandisreadyforaction*/

caseCM_OPEN_CFM:

.

.

.

}

MessageDestroy(msg);/*释放消息*/

}

}

*CM程序中的任务0：处理来自AG客户机的消息DECLARE_TASK（0）

DECLARE_TASK（0）

{

MessageTypetype;

Void*msg=MessageGet(0,&type);

if(!msg)return;

switch(type)

{

/*Requesttoinitialisetheconnectionmanager*/

caseCM_INIT_REQ:

cmInitAction((CM_INIT_REQ_T*)msg);

break;

.

.

.

}

MessageDestroy(msg);

}

3.3调度

整个应用程序的实现是事件驱动的。在AG应用中，事件包括BlueStack事件、PIO事件、RFCOMM源端及目的端事件。所有事件的处理以及前面介绍的消息队列中的消息处理均由调度程序来执行。调度程序由高层应用程序启动，而各事件及消息处理分布在各软件层中。图5给出调度程序的流程。

网关范文篇5

关键词：智能家庭网关硬件体系结构软件体系结构PPSMTCP/IP

引言

智能家庭网络是信息时代带给人们的又一个高科技产物。它借助现有的计算机网络技术，将家庭内部的各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样、个性、方便、舒适、安全和高效的服务。家庭网络化也是整个社会信息化的一个重要的部分。智能家庭网络系统的基本结构如图1所示。

家实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换，无疑是家庭连网的目的所在，其实现需要设计一个理想的家庭网关。

1家庭网关

家庭网关作为家庭网络与Internet间的接口，如图2所示。家庭网关应具有以下的基本功能：

①作为所有外部接入网连接到家庭内部，同时将家庭内部网络连接到外部的一种物理接口；

②使住宅用户可以获得各种家庭服务（包括现有的和未来可能出现的服务）的平台；

③为家庭内部网络中的设备分配IP地址，每个家庭网络中的设备必须拥有唯一的IP地址（仅限于家庭网络内部使用），对于这种仅限于家庭内部使用的IP只能由家庭网关来配置；

④路由功能，家庭网络的复杂性使得内部可能存在多个具有不同物理协议的子协议，家庭网关必须具有路由的功能，将来自Internet的带宽信息发送给相应的设备，同时也可实现设备间通信及分工合作；

⑤共享宽带连接，使家庭内部的多个PC及其它信息设备有效地共享宽带接入。

2智能家庭网关的实现

2.1智能家庭网关的硬件体系结构

智能家庭网关的硬件体系结构如图3所示。

智能家庭网关硬件系统选用Motorola公司的68VZ328处理器芯片，配合4MB的Flash和2MB的SDRAM存储器，对外提供RS232/RS485、USB、I/O和以太网接口，并可以方便地扩展多种智能家庭网络物理接口。

2.2智能家庭网关的软件体系结构

软件体系结构如图4所示。

在家庭网关的软件系统中，选用Motorola提供的PPSM系统。由于PPSM系统没有提供窗口系统，因此根据家庭网关系统中的实际需要作出适当的修改后，设计出一套窗口操作系统；又由于PPSM系统中没有实现网络功能，因此在对PPSM系统进行修改时添加了TCP/IP协议栈，这样就可以在这个操作系统中实现网络功能了。

3嵌入式TCP/IP协议栈开发

嵌入式系统中对TCP/IP协议栈的实现方式有硬件固化和软件实现两种。硬件方式是指TCP/IP协议栈用硬件的方式实现，嵌入式系统中直接与TCP/IP协议栈硬件芯片连接，由它实现协议的转换，从而使之与互联网相连接。但这无疑增加了硬件成本，对一些功能单一的嵌入式设备，连接一个完整的TCP/IP硬件议栈，是一个极大的浪费，而且所增加的成本费用是难以议栈，是个极大的浪费，而且所增加的成本费用是难以接受的。因此在该系统中，选用软件方式实现嵌入式TCP/IP协议具有更大的优势。

高级的操作系统可支持TCP/IP协议族，但我们选用的PPSM系统是不支持的，因此必须根据该系统的实际需要添加对TCP/IP协议族的支持功能。在添加TCP/IP协议族时，根据系统的特点和功能设计出独特的TCP/IP协议族，实现与需要有关的部分，对不需要的协议则不予支持；其次，对于使用的协议根据具体应用作出了必要修改。

在该系统中，嵌入式TCP/IP协议栈实现ARP、IP、ICMP、TCP、UDP、HTTP等协议。基本的协议处理程序如力所示。

结合该系统的实际情况，构建嵌入式TCP用于控制动作的有限机模型如图6所示。在一些对于嵌入式系统不必要的地方做了修改、简化，但仍保持与标准TCP协议的一致性。

在设计嵌入式Web服务器，时系统中TCP中上只支持HTTP协议，嵌入式系统把数据采集、运行参数等当前实时数据存入存储器中网页的相关位置。对任何TC连接，每次只是支持HTTP协议发送风页服务，并且把每个网页大小限制在一个数据包内，而不会出现IP包的分拆。作为嵌入式Web服务器，TCP连接时只处于被动服务的状态，所以可以将标准TCP有限状态机主动创建连接的SYN-ENT状态、主动关闭连接的FIN-AIT1、FIN-AIT2、CLOSING、TIME-AIT状态省去。在设计中，还去掉了CLOSED状态，让它一开始就处于LISTEN状态，来监听客户端的连接请求，避免了主动或被动打开的操作，对此嵌入式场合，更加高效。

在三次握手建立连接的过程中，嵌入式系统作为监听状态的服务器端，始终为被动方，相当于被动打开后的LISTEN状态，等对方发起连接。当它接收到SYN数据片，它发出SYN+ACK数据片并确认它已接收到对方的SYN，此时变为SYN+RECIVED状态。再接收到对方返回的一个仅含ACK的空数据片，则三次握手完成，进入ESTABLISHED状态，之后可以进行TCP数据通信。

在操作系统中，为防止旧的重复连接请求引起混乱，可以用复位RESET控制摄文对这种情况进行处理。收到复位RESET信号后，若处于非同步状态（SYNRECIVED、SYN-SEND），则回到LISTEN状态；若处于任意一种同步状态，它就异常终止连接并通知它的用户在该系统中取消了CLOSE状态，所以收到复位RESET控制报文时，回到LISTEN状态。实际处理时并没有记忆当前的状态，所以不需要作任何操作，并因为始终处于被动状态而从不发复位RESET报文。

在操作系统中，将端口号、IP地址、序列号、窗口尺寸等和响应的传输控制块TCB结构表示不同的连接，为不同的客户请求建立多个连接，一一对应，并发执行。而在嵌入式TC宫实现如此复杂的操作并不现实，故设计中没有记录TCP连接所处的当前状态，也没有分开建立多个TCP连接。分析如下：每从下层协议传来一个报文后，并不能比较报文段中的信息和TCP中的信息来进行处理，因为并没有记忆过去所建连接的有关信息，所以并不知道此连接是否存在及所处状态等，仅仅根据接收包内的有关信息（控制位和有无数据），来判断所处连接状态来进行回应。连接的概述在一定程度上，只是对客户端PC来说的，给它维持一个连接存在的假象。而嵌入式报务器端因为不存储连接的信息，相当于没有连接的存在，对所有连接都响应，才可以在有限系统资源的条件下实现了多连接。

在TCP的连接中，一方由于崩溃等原因造成异常终止或关闭一个连接，会产生半开连接的问题，由于异常的一方丢失了存储的信息，若任一方发数据去，对方会回复复位信号，连接复位。对嵌入式系统来说，当客户机异常且嵌入式系统发数据时，会被回复复位信号；当嵌入式系统异常后，又重新开始时，由于它本来就无存储信息，故没有什么影响。

当网络出现超时、丢失包时，一般用超时重传机制间来重发，而嵌入式系统发包之后，并未保存此包，此不考虑重发问题。当丢包后，绎方接不到确认包，为自己的所发的包丢失，超时重发，而嵌入式系统此时再响应并发包，仍可保证可靠性。

嵌入式系统不记忆TCP连接的序列号，除了第一次建立连接时初始化序列号外，是根据对方发包中的值来确定序列号，因此它不能识别重复报文，而照常回应。把此重复报文的处理工作交给对方处理，仍可满足基本工作要求。对依靠TCP连接的HTTP服务来说，嵌入式服务器仅仅在服务器端响应客户端请求，所接收的一个报文数据报即可传输完成，故不需要考虑失序问题。

在设计实现TCP有限状态机时，使用过程驱动方案为每个输入状态启动一个过程。当某一事件发生时，TCP利用当前状态来选取一个适当的过程。该过程处理输入事件并更新当前状态变量值，即每个状态对应一个过程，当一个输入报文段到达时，TCP调用当前状态对应的过程，进行处理。程序主要如下：

…

if(SYN_IN&&port_right)tcp_send_SYN_ACK0;

elseif(SYN_IN&&port_num_wrong)tcp_send_RST_ACK0;

elseif(ACK_IN&&port_num_right&&have_data)http_process(tcp_ACK);

elseif(FIN_IN&&port_num_right&&have_data)http_process(tcp_FIN);

elseif(FIN_IN&&port_num_right&&no_data)tcp_send_FIN0；

else

…

网关范文篇6

1.1网络架构

TR-069的网络架构中主要包括ACS与CPE这两类设备。ACS负责完成对CPE的管理、维护和升级。ACS与CPE之间的接口称为南向接口,与其他网管系统、业务管理系统、计费系统之间的接口称为北向接口。TR-069主要定义南向接口的标准。

1.2协议层次

通过许多现存的通信协议,比如TCP(传输控制协议)、HTTP(超文本传输协议),可以保证TR-069独立于物理介质来传输并且有较高的传输可靠性。通过在SOAP(简单对象访问协议)上定义RPC(远程过程调用)方法,使得不同终端设备具有互操作能力,XML(可扩展标记语言)统一对设备上的数据结构进行描述等。采用这些广泛应用的协议能够有效减少TR-069设备的开发工作量,并使TR-069设备能更好地融入现有网络。TR-069协议栈包括CPE/ACS应用、RPC方法、SOAP、HTTP、传输层安全/SSL(安全套接层)和TCP/IP。

1.3会话过程

要进行会话首先需要在CPE与ACS之间建立连接,连接可以由CPE和ACS中的任意一方发起。CPE可以通过在本地配置好的URL(统一资源定位符)向ACS发起连接,也可以通过DHCP(动态主机配置协议)来动态地获取URL。若是ACS主动发起的连接,则应保证CPE至少主动连接过ACS一次,以此向ACS通告自己的URL。一旦连接建立,CPE便可以向ACS发起会话。

2TR-069模块总体设计与实现

本文主要是对TR-069中CPE端的软件功能进行设计。以下将对各模块的作用进行介绍。

2.1远程/本地方法调用模块

该模块主要负责ACS调用CPE端的RPC方法以及本地调用函数的参数下发。RPC方法实现包括对ACS端RPC请求的响应以及CPE端的RPC请求,与网管接口模块和事件、参数变化模块有着紧密联系,好的数据结构有利于RPC请求进行各种配置操作。

2.2树形对象管理模块

该模块的核心内容是TR-069参数模型的实现。TR-069的参数模型可以看做是一个目录树,与SNMP(简单网络管理协议)中MIB(管理信息库)的定义类似,MIB中对象是用一串以“.”分隔的数字来标识,而TR-069中用一串以“.”分隔的属性名标识。例如:某对象包含A、B、C三个属性,则它的实例也包含A、B、C属性,它的参数结构即为A.B.C,其中对象后面以“.”标记,属性后面不加“.”,故A.B.为对象,C为属性。若该对象具有多个实例,则记为A.B.C.{i}.,其中i为实例号,“.”结尾表明这是一个对象。采用这种树形结构保存TR-069中各参数对象,可以较方便地实现对象节点的增加、删除和修改等,并能对参数值进行获取和设置。

2.3网管接口模块

RPC方法中最关键的两个操作就是设置和获取参数值。TR-069定义的参数位于CPE不同的功能模块,该模块的功能就是在不同的进程中实现统一设置和获取参数的接口。通过参考SNMP中MIB的实现,本模块设计了一个对象结构体,在对象结构体中,设置和获取操作均是指向函数的指针,在参数初始化时,通过指向不同的函数,实现对不同参数的设置和获取,从而通过一个通用接口就可以实现各个模块中不同参数的设置和获取。

2.4事件、参数变化处理模块

该模块主要功能是处理CPE参数发生变化时的上报流程。当设备产生某些事件,如设备重启或参数发生改变时,外部模块可以调用该模块提供的外部接口通知该模块进行相应处理,然后该模块调用Inform方法并将相关的事件及参数变化通知ACS。

3测试方案和结果验证

为了对设计和实现的CPE端协议功能进行验证,本文使用了一个用Java语言编写的开源ACSOpenacs对CPE功能进行验证。Openacs拥有非常完善的功能,不仅可以作为CPE开发的辅助测试工具,甚至可以对一定数量的CPE进行管理。

4应用实例

网关范文篇7

1数字家庭网络发展现状随着通信和信息技术的发展，数字时代已经深入人心。

人们对数字化、网络化的需求已经从办公室延展到家庭，数字家庭网络应运而生，从通信、娱乐到日常生活，可以得到全方位的数字体验。数字家庭网络是将公共网络功能和应用延伸扩充到家庭，并以有线或者无线方式连接各种信息终端，提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能，达到信息在家庭内部终端与外部公网及家庭内部终端之间的充分流通和共享。同时家庭网络发展的目标是使多媒体信息在家庭信息终端由有限的流动转为可管理的无约束流动[1]。数字家庭网络是计算、数字家电和移动信息终端通过有线或无线网络无缝协作，在家庭中共享数字媒体内容，并提供集成的话音、数据、多媒体应用，并提供自动控制与远程管理等功能，达到信息在家庭网络中的共享以及与外界公网的充分流通和共享[2]。

目前的家庭没有真正意义上的网络，各个网络都是独立引入用户家庭的如电话网络、Intern接入、移动网络等，各网络间没有互连互通，缺乏不同网络的不同设备之间的信息交互。构建真正意义的家庭网络的基础是首先构建家庭内部的宽带化网络，消除家庭内部的多种网络孤岛现象，将家庭内部的各种信息设备和终端经由家庭网关组网，其次是强化建设数字家庭的基础设施即信息终端、数字设备、多媒体设备的网络化。尤其是体现数字家庭中的多媒体共享，再次通过家庭网关使得家庭内部网络与公网相连接，为家庭不同节点的各信息端提供宽带接入，通过同一个高速管道实现集成的语音、数据和视频服务，并增强把内容和服务带到家庭每个角落的能力。

2家庭网关设备及其作用家庭网关是数字家庭的核心和家庭网络的控制中心，主要完成家庭内部网络不同通信协议之间的转换和信息共享以及同外部通信络之间的数据交换功能，家庭网关既是家庭智能化系统的中心，负责家庭内部信息终端和智能设备的管理与控制，还是通信网络的接入节点。简单的说，家庭网关是家庭内部多种智能设备之间实现联网，以及从家庭内部到外部网络实现互联的一座桥梁。从技术角度说，家庭网关在家庭内部以及从内部到外部实现桥接/路由、协议转换、地址管理和转换，承担防火墙的职责，并提供可能的VoIP/VideooverIP等业务[3]。狭义的家庭网关可以是传统接入设备如路由器、交换机、IDA、DSLModem、基于计算机的软网关。但它们都主要实现了接入功能，提供数据、语音、多媒体等业务，而不具备家庭内部网络之间的信息共享。目前主要的家庭网关设备有流行于北美的SOHU路由器网关、cable网关、DSL网关以及数字机顶盒网关等。真正意义上的家庭网关首先从组网的角度看，是将家庭内部局域网汇聚到宽带接入网，从而提供通用高速互联接入的关键通信网络设备，同时为不同宽带汇集点。其次家庭网关是家庭中所有语音、视频和数据业务的中心入口和控制点，支持家庭内部信息终端的互联通信和数据传输。

3家庭网关基本功能分析作为提供多种接入方式的驻地用户网关和家庭网络的枢纽设备，家庭网关应该能够提供以下四个基本功能[4]：

3.1接入功能。支持XDSL、Cable、FTTB+LAN等多种可选择的接入方式，对家庭网络而言屏蔽接入网。从而将内部家庭网络安全连接到外部接入网，实现接入网和家庭网络转换的网关基本功能。同时实现网络地址分配和转换(NAT)和IPV6，使得家庭信息终端透明的实现互联网接入,与外部互联网进行信息资源共享。

3.2内部组网功能。支持传统电话线、基于铜线的Ethernet、无线的ViFI、无线的ZigBee等多种内网，以及标准PC接口如USB、IEEE1394等，为家庭内部提供不同类型、不同结构子网的桥接能力，实现家庭内部的多种局域网或互联方式的互通。从而针对不同的带宽需求应用提供相适应的局域网或互联技术!实现家庭内部各种信息终端通过家庭网关对外部网络的访问，以及外部网络对内部终端的远程控制和监视。

3.3语音通信功能。提供VoIP、FoIP等传统语音通信功能.通过一条或多条模拟电话线路,从而将用户侧的模拟电话终端连接到分组网络，实现语音打包、拨号检测、振铃音和号码音等信号音，从NGN的观点看实现了NGN的用户驻地网关功能。

3.4家庭信息中心功能。家庭内部的多种内网通过家庭网关实现无缝连接和互通，家庭内部的各种互连信息终端通过家庭网关实现协议转换和媒体格式转换功能，从而作为对等实体进行信息资源共享，主要是数字多媒体资源的交互式共享，实现音频和视频信息的综合预处理，体现数字家庭的娱乐性。同时还可以考虑利用家庭网关进行信息存储。

4家庭网关的技术实现家庭网络接入Internet目前主要通过PC机接入Internet和采用嵌入式产品通过以太网控制器接入Internet两种方式。前者优点是明显的，如灵活性、大量现有的可用的软件环境和高级的用户接口及软件工具。但是对于智能家庭网络来说，网络的使用者希望能方便快捷地获得服务，所需熟悉的操作要尽可能地少，并且在任何地方都能对家中设备进行监控;而PC不能随意移动，对设备的控制就会受到局限。因此，目前在智能家庭网络中，网关产品的设计主要采用嵌入式系统[5]。嵌入式系统设计原则：

1)价格。由于嵌入式设备对价格非常敏感，通常要求价廉质优，故在设计产品时，在满足功能要求的情况下尽量降低成本。

2)环境。在功能要求满足的同时，要考虑到该产品在恶劣环境下，能否正常工作，比如温度、电源功耗等等。

3)使用。用户在使用时，操作应尽量简单。基于此原则，目前国内外嵌入式网关的设计有二种方案：第一种方案，是基于软件来实现TCP/IP协议栈;第二种是直接利用TCP/IP协议栈芯片。第一种方案在大批量生产时，具有成本低的优点，因为用软件设计的TCP/IP协议栈，是一次投交多次使用;但开始投次比较大且设计复杂，因为需要实时操作系统的支持，而第二种方案，尽管在大指生产时成本高，因为每个智能设备都要嵌入TCP/IP协议栈芯片;但是在非大批量生产时具有投次比较大，设计简单、灵活的特点，因为不需要实时操作系统的支持[6]。

5家庭网关面临的挑战首先是家庭组网问题。数字家庭中，智能终端接口类型丰富，从有线到无线，从低速到高速;同时，设备物理位置，遍布全屋范围，屋内布线情况、障碍物等，都可能对组网造成极大影响。其次是QOS能力。由于同时有多种不同类型的业务经过家庭网关，所以对网关的QOS能力提出了很高的要求，包括：如何在复杂的组网模式下，区分不同的业务流;能否做到对不同优先级业务流进行合适的调度。再次是远程管理能力。家庭网关作为运营商网络的一部分，必须具备远程控制、远程检测、远程设置等能力。最后是安全性。作为家庭设备连接宽带网络的关口，家庭网关承担着保护家庭网络安全的重大责任，因此，网关必须具备防攻击、防入侵的能力。

参考文献

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13ShenLianFeng,ManLei,YuanYuheng,etal.ResearchanddevelopmentonthehomenetworkinChina.InProceedingsofthe9thInternationalSymposiumonConsumerElectronics(ISCE20005).Macau,china,July2005.

14BluetoothSIG.SpecificationoftheBluetoothsystem.Volume1,coreversion1.1,2001

15娄嘉骏,吴明光.基于消费总线的嵌入式家庭网关的设计.浙江大学学报(工学版).2004,(4):402-407.2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径：家庭网关是整个家庭网络与外部网络发生联系的桥梁，通过家庭网关可以实现家庭内部网络同外部网络之间的信息传输。

具体设计方案如下：

网关范文篇8

关键词：泛在电力物联网；LoRa采集器；LoRa网关器；星型网络；通信；调制泛

在电力物联网建设大纲对于电力物联网的建设和发展进行了工作部署，指出泛在电力物联网的架构由感知层、网络层、平台层和应用层构成，其中感知层是物联网系统的最底层，其主要功能在于负责信息采集和信号处理。通过感知识别技术使得物与物通过网络连接。而网络层通过现有基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。构建泛在电力物联网系统，网络层接驳感知层和平台层，具有强大的纽带作用[1-2]。LoRa通信通过无线LoRa调制技术基于泛在电力物联网的网络层，实现感知层的要求，将数据接入网络层，并将数据上传到平台层。本文将基于泛在电力物联网的体系架构和关键技术要求进行LoRa通信技术的研究。

1泛在电力物联网的概念及系统架构

1.1泛在电力物联网基本概念。“泛在”即为“广泛的存在”，是对传统电力物联网概念的拓展，应用“大数据云智能”等现代信息通信技术（ICT）与便捷、灵活的新一代信息通信系统在线连接能源电力生产与消费各环节的人、机、物，承载贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务的数据流与业务流，实现电力系统状态全面感知、信息高效处理。泛在电力物联网其末端具有数以万计的信息感知节点，将电力系统的电网侧、发电侧、用电侧数据，与温度、湿度等环境数据，以及与用电终端有关的市场报价、结算价格等交易数据纳入所采集的数据类型中。泛在电力物联网能够通过获取或共享电力生产、传输与利用全环节、多类型数据，实现对智慧电力生态圈的全面感知[3-4]。1.2泛在电力物联网系统架构。泛在电力物联网作为应用于电网的工业级物联网，其体系结构在沿袭物联网感知延伸层、网络传输层和平台应用层3层架构的基础上，增加了边缘计算层，其结构如图1所示。本文将基于泛在电力物联网基本架构中边缘层通信网关的技术要求，将采用LoRa通信网关实现对设备感知层信息的采集，同时能够将设备感知层信息传送到云平台层。

2LoRa通信设备硬件设计

2.1通信模组硬件配置。LoRa组网一般采用星型网络组网方式，以网关为中心，外部连接多个数据采集模块，由于在现场可能有多个网关，分布多个LoRa网络，根据图2对组网方式进行说明。图2假设配电房中分布有2个配电箱，每个配电箱中的设备由相互独立的LoRa网络组成，配电箱1的网络1由网关A和采集模块A1～AN组成，配电箱2的网络2由网关B和采集模块B1～BN组成，即不同的LoRa网络工作在不同的信道，避免相互干扰。图2配电箱网络中，LoRa网关有2个模块，分别为模块A和模块B，其中模块A用于与LoRa采集模块进行电力参数采集通信，模块B用于组网和接收采集模块上传的告警信息。现场网关的LoRa模块A均工作在不同的信道，而现场所有网关的LoRa模块B均工作在相同的信道。LoRa网关具备“组网按钮”，即按钮按下时模块B开启组网模式；采集模块出厂时默认为组网模式，且出厂工作信道与网关的模块B相同，并具备“复位按钮”，即按钮按下时采集模块恢复到组网模式。2.2采集器硬件设计LoRa采集模块主要实现电力参数的采集与数据上传，具体包含电源模块，2路RS485串口，2路数据DI，STM32F103单片机[5]。采集器硬件设计如图3所示。2.3LoRa网关硬件设计。LoRa网关采用高性能ARM处理器及Linux操作系统，主要功能为LoRa网络组建、LoRa网络管理、数据传输及协议转换、数据存储等。在智能配电系统中，集中器是智能元件与服务器的桥梁：一是实现与智能元件的数据交换，根据服务器下发的指令接收智能元件的运行电气数据，远程实现智能配电要求的“四遥”；二是根据智能配电系统设计要求，向上与服务器通信，将数据和事件传送给服务器。LoRa技术智能配电系统的集中器设备硬件电路功能模块包括如下7个部分：（1）输入供电电源/复位监控电路可为系统提供长时间工作的电源和复位监控功能；（2）系统状态指示电路通过LED直观显示系统的运行状态；（3）中央处理单元为系统的数据处理中心；（4）PC机实现调试配置的USB/RS232通信电路；（5）将集中器的数据进行远程传输的硬件电路部分包括WiFi硬件电路、以太网硬件电路、3G/4G通信模块电路；（6）LoRa通信技术模块电路；（7）存储器电路存储系统参数，具有远程升级功能，可以远程查询和定时上报。具体的LoRa网关硬件设计功能如图4所示。LoRa网关在系统中承担的任务较多，中央处理器芯片的选择基于端口资源和运算能力两方面。LoRa网关中央处理器主控芯片选用基于ARM公司生产的32位ARM9平台[6]，具体的硬件结构如图5所示。

3LoRa通信设备软件设计

3.1LoRa采集器软件设计。LoRa采集器作为从机设备与LoRa网关组网，LoRa采集器对处于接收网关的查询报文进行回复。LoRa采集器不仅需满足MODBUS-RTU通信协议，还需要满足DLT/645电力通信协议。LoRa采集器软件功能流程如图6所示。3.2LoRa网关软件及组网软件设计。LoRa网关和LoRa采集器组网时需由LoRa网关发起组网请求，另外LoRa网关作为组网系统的主机，不仅可向下查询采集器的信息，还可以向上通过以太网通信方式将信息传送到DTU，从而将信息传送到云端。LoRa网关软件及组网软件设计流程如图7所示。

4测试分析

网关与2个采集模块组网，每个采集模块下挂10只多功能电表，如图8所示。

5结语

网关范文篇9

1主题网关的内涵

1.1主题网关的概念

TraugottKoch认为主题网关是支持系统的资源发现的因特网服务，主要提供通过因特网获取的资源（文献、对象、网站或服务）连接，它建立在对资源描述的基础上，能够通过主题结构方式浏览访问资源[1]。张晓林教授给出更简洁的描述：信息网关指那些具有严格质量控制的服务于特定领域的研究或教育需要的网络资源目录服务系统[2]。从概念中可以看出主题网关强调信息质量的控制。

1.2主题网关的特征

主题网关具有如下特征[3][4][5]：

(1)提供链接许多其他因特网网站或文献的联机服务；(2)按照公布的质量和学科标准以知识处理过程选择资源；(3)依靠人的智力完成内容描述，该描述介于短注释和评论之间（自动提取的摘要除外）；(4)高水平地人工（一般由信息专家和主题专家）创建资源目录；(5)依靠人的智力创建浏览结构／分类（完全的非结构链接列表除外）；(6)有维护和更新程序支持的资源管理政策；(7)针对限定的专业领域，主要针对学术信息和教育科研用户；(8)提供结构化检索界面和专业化检索方式，并可能提供词表浏览、词汇选择等帮助功能。

1.3主题网关服务的要求

主题网关对其服务有一定的要求[6]，具体为：

(1)可靠的服务：指在所有的时间内可以安全地提供服务，在磁盘故障或安全遭到破坏时不丢失任何数据；(2)响应服务：指浏览、检索和维护时的延迟不影响终端用户和编目人员正常的活动；(3)有效的服务：指能够充分利用可利用的硬件和网络资源；(4)可扩展的服务：指随着终端用户数量的增长、数据库规模的增加等仍可以满足用户的需求。

2主题网关发展概况

2.1国外发展概括

1993年由英国继续教育和高等教育基金委员会(theUKfurtherandhighereducationfundingcouncils)资助建立了JISC（JointInformationSystemsCommittee，联合信息系统委员会），目的是处理网络和专家信息服务，1996-2001年为第一期工程[7]，2001-2006年为第二期工程[8]其eLib（theElectronicLibrariesProgramme，电子图书馆项目）项目中包括网络资源存取ANR(AccesstoNetworkResources）项目，主题网关是其中的一部分。其中资源发现网络RDN(ResourceDiscoveryNetwork)是因特网资源英国国家主题网关，它对英国的学习、教育和研究团体免费提供使用，通过一系列基于主题的信息网关提供10万多个资源的链接服务[9]。基于主题服务的资源组织和资源发现ROADS(ResourceOrganisationAndDiscoveryinSubject-basedservices)是由eLib资助的用于开发因特网资源发现的软件，该计划与元数据密切相关，规定元数据应该如何创建、组织、检索和呈现给用户[10]。

DESIRE(DeliveringEnvironmentalSolutionsIntoRegionalEnterprise)项目开始于1998年7月，是由荷兰、挪威、瑞典和英国的10个机构合作研究的项目。其目的是通过在高速缓存、资源发现和目录服务三个主要领域的研发。DESIRE推荐把主题网关作为一个为研究者和学者提供简单、有效的获取高质量网络信息资源的工具，并且建议欧洲的图书馆和大学建立国际级网关，负责整个国家的高质量的网络资源，这些网关可以形成一个网关的欧洲网络。DESIRE负责开发使用工具及方法，包括建立网关的软件、网上资源编目指导方针、metadata标准和信息网关手册等[11]。

IMeshToolkit项目(TheIMeshToolkitproject)是在NSF/JISC国际数字图书馆计划的资助下建立的，资助期限为1999年9月～2002年9月。它依赖于现存的主题网关软件来为主题网关提供者开发一个可配置的、可重新利用的和可扩展的工具包[12]。

欧洲信息社会技术第五框架项目(EU''''sInformationSocietyTechnologies5thframeworkprogramme)2000年1月起资助Renardus服务，2002年6月结束。其目的是建立一个欧洲的学术性网关服务，用户可以通过一个单独的Web界面检索和浏览来自许多现有的分布式质量控制网关和欧洲其他因特网资源集合的、经过整合的、一致的数据资源，为欧洲高等教育的教学和科研提供一个精选的、高质量的、可信赖的网络信息源[13]。

开放目录项目ODP(OpenDirectoryProject)是目前世界上最大、最全面的人工编辑的Web资源目录，它由世界上大量的自愿编辑人员组织制作和维护[14]。

国外政府网站比较重视主题网关的应用。2000年初，英国内阁办公室决定开发政府网关，称为GovernmentGateway，这是一个中央网络中心，计划2005年用它来将政府的所有领域都和公众连接起来[15]。FirstGov是美国政府的官方网络门户，它是一个提供信息免费获取的网站，直接链接到FirstGov.gov的网站已经超过10万个，从一个特定区域为其用户提供所有正式的美国政府事务、服务和信息[16]。

2.2国内发展概括

我国主题网关项目起步较晚，2002年1月国家科学数字图书馆2002年1月首批启动物理数学学科门户网站、化学门户网站、生物门户网站、资源环境门户网站、图书情报系统资源门户等项目，建立旨在简化用户对上述学科及其相关信息和从其他渠道不易获取的信息的可靠、权威和全面的信息查询过程，增加检索结果的有效性；为数学、物理、化学、生物学、资源环境科学和图书情报学及其相关领域的科研人员、工程技术人员、大专院校的师生，以及有关的科研管理人员提供中科院系统的文献数据库、购买的大型专业数据库、经过筛选的因特网上的各种类型的高质量信息资源等全面涵盖数理、化学、生物学、资源环境科学和图书情报学等学科的各种信息和多样化的一站式服务[17]。

国内政府网站，在利用主题网关方面比较薄弱，尚未见比较成型的政府信息主题网关。

3实例分析

这里以美国FirstGov.gov网站作为实例进行分析。

3.1选择美国FirstGov.gov网站作为实例剖析的原因

3.1.1FirstGov.gov网站是一个政府信息公开方面的网站，我国目前正在推进政府信息工作，在政府信息组织方面具有借鉴意义。

3.1.2基于主题网关的政府信息公开网站建设的重要性[18]

(1)政府信息资源数量巨大，且质量控制方面要求比较严格。政府信息资源涉及的主题较多，这里仅以国土资源和环境为例。我国国土资源和环境的信息资源数量增长十分迅速，几十年累计投资2500多亿元，积累的遥感基础数据总量约200TB，且每年以50TB速度递增。

(2)有利于促进政府信息公开。我国政府信息公开制度处在刚刚建立的过程中，政府利用主题网关门户主动、免费提供能满足社会基本需求的部分政府信息，其他政府信息，在不涉及机密、个人隐私前提下，按需求提供，允许按成本收取管理费，这将大大促进政府信息公开工作的规范化和积极性，也有利于监督政府信息的公开情况。

(3)有益于促进信息共享和信息增值。政府信息资源利用主题网关进行有序组织，一方面有利于政府信息的共享，另一方面可以大大减少信息采集和加工的重复工作量，降低开发利用总成本。同时，大量相关主题的信息有序组织在一起，有益于促进信息的增值。

3.2FirstGov.gov网站剖析

FirstGov是美国政府的官方网络门户，是一个易于检索的、免费的网站，为用户提供集中的查找美国地方、州和联邦政府机构信息的网站。其网址为：www.firstgov.gov/index.shtml。

从其主页中可以看到，FirstGov包括四个网关：公众网关(CitizensGateways)、商业和非盈利网关(BusinessesandNonprofitsGateways)、联邦雇员网关(FederalEmployeesGateways)、政府间网关(Government-to-GovernmentGateways)。下面仅从资源选择政策，主题分类、浏览和检索，网关之间的合作，交互性等方面[19][20]进行分析。

3.2.1资源选择政策

在主题网关中一般都有一个公开的资源选择政策，这样做的好处是：明确主题网关提供的服务是经过选择和质量控制的；有助于用户对使用的资源有一个整体的了解；有助于用户理解所查找信息质量的层次；有助于网关编辑、维护人员（包括分布式团队）在资源选择上的一致性和保持资源选择的质量；有助于新工作人员的培训。

FirstGov在网页www.firstgov.gov/About/Linking-Policy.shtml上公布了其资源选择的政策，包括资源选择标准（9个）、链接的政府网站、链接的非政府网站、特征链接等。

3.2.2主题分类、浏览和检索

主题网关一方面保证所提供资源的质量比较高，另一方面它采用的基于主题的资源检索非常便利。利用分类法、关键词和词典描述资源主题网关服务的重要特征。以公众网关(CitizensGateways)为例，包括上下两个部分：上半部分采用词典式描述和检索，下半部分采用分类法描述和检索。例如选择ScienceandTechnology主题，下面有生物和生物医学10个分主题，具体见：www.firstgov.gov/Citizen/Topics/Science.shtml，然后，按照分类的等级排列一级一级查找，就可以找到需要的信息。

3.2.3网关之间的合作

随着因特网的持续发展，没有一个单独的公共资助的主题网关能全面覆盖、识别、评价和组织全部因特网信息资源的任务，即使是在某一个单独的主题领域也极其困难。同时各学科间的联系越来越密切，很多领域研究的全球化性质，意味着很多用户要保证相对全面的因特网资源，不得不访问不同的主题网关。由于允许地理上分布的数据库和人员之间进行交流，因特网为网关服务之间的合作，共同工作建立集成的眼务提供了条件。

主题网关间合作的优点：比单一网关检索更宽泛的资源，包括许多国家的、多语言的、许多主题网关提供的高质量因特网资源；检索用户未知新网关的能力；能够利用现有的技术、方法和实践，避免从头开始；能够分化创建或共享元数据记录的责任，避免重复工作；能够共享工作人员的成就（管理、技术、编目）增强组织的有效性；能够建立长期可持续发展的共享策略。

FirstGov本身包括四个网关：公众网关、商业和非盈利网关、联邦雇员网关、政府间网关，网关之间相互合作，同时还可以通过该网关链接到其他的网关。

3.2.4交互性

不同网关之间的合作，相互之间需要具有互操作性。在主题网关中，互操作性包括下面二者之一：能够从基于相同的技术、协议和元数据格式的分布式网关中浏览和检索信息；能够从基于多种软件解决方案、搜寻和检索协议和元数据格式的分布式网关中浏览和检索信息。

采用同样的协议和元数据格式时，保证交互能力通常是确信每一个网关都是采用同样的方法和恰当的接口。例如保证所有的基于Whois++检索和搜寻协议的服务间能够交互检索是相当容易的。在这些情况下，交互能力涉及的技术问题较少，主要是元数据格式和他们相关内容标准（例如编目和主题标引）的一致性使用问题。基于不同协议和元数据格式的服务，除了上述非技术问题仍然存在外（实际上他们更难解决），另外的技术问题也需要进一步开发，包括内部协议网关、中间件和元数据通道(metadatacrosswalks)的生成。

【参考文献】

1Quality-controlledsubjectgateways:definitions,typologies,empiricaloverview.www.lub.lu.se/～traugott/OIR-SBIG.txt

2,5张晓林.数字化信息组织的结构与技术（二）.大学图书馆学报，2001(5)

3王玮.网络信息资源组织的新模式——主题网关.大学图书馆学报，2004(2)

4,6,20/handbook/contents.html

7www.jisc.ac.uk/

8www.jisc.ac.uk/index.cfm?name=sosig-law-gatewayinternational-award-news-031103

9www.rdn.ac.uk/

10roads.opensource.ac.uk/

11www.desire.lanes.ac.uk/

12/toolkit/

13/

14/about.html

15/china/biztalk/evaluation/casestudies/GovernmentGateway.asp

16,19www.firstgov.gov/index.shtml

网关范文篇10

短消息系统的互联互通

运营商在开展3G业务时,短消息业务占据着最重要的地位。本文将论述短消息系统的互通网络结构,并对互通时遇到的相关问题进行讨论。

短消息业务实现了移动用户之间、移动用户和应用之间的信息传递,用户也可以通过短消息中心查询或预定信息。短消息业务提供终端发起、终端接收的信息服务,必须由MSC或SGSN及HLR配合完成。

不同平台及运营商间短消息的互通原则上都是由短消息网关完成的。短消息网关负责消息转发、协议转换、路由管理、话单输出等,具体包括互联网关和汇接网关的功能,前者用于SMSC和SP之间的交互,后者用于路由信息的管理即与其它平台及运营商的短信系统互通。

与固定网短消息的互通

所谓固定网短消息,就是利用现有的固定电话网,向固定电话用户提供多种信息的服务。

为实现固定网用户和移动网用户之间相互成功发送和接收短消息,可以直接在短消息中心之间互通,也可以经过短消息网关互通,一般情况下为了使网路结构简化,网间结算以及组网方便,大都是经过短消息的互联网关互通。运营商通过网间互联网关的连接以及互联网关与短消息中心之间的连接达到互通的目的,也就是一方的短消息中心在向对方用户发送短消息时,该短消息经双方的互联网关提交给对方短消息中心,由对方短消息中心向自己全网内用户发送。

网络结构

和固定网短消息互通的网络结构如下图所示:

在此方案中,运营商可新建3G移动短信网关,并与其他运营商的固网短信网关相连实现3G移动网短消息和其他运营商固网短消息的互通。

此方案互联点位于3G短信网关和固网短信网关之间(即虚线处),互联点清晰且便于3G短信及固网短信系统各自的计费结算及维护管理。

编号问题

目前,移动用户给移动用户发送点对点短消息的时候,被叫用户的号码(接受短消息用户的号码)就是移动用户的号码。但是,移动网的短消息业务除点对点的短消息以外,还包括了与各个ICP发送的短消息,为此必须给每个ICP分配相应的号码,而这些号码的分配是由移动运营商自行分配的。号码的分配当时并没有考虑移动网的短消息业务还会与固定网的短消息业务互通,因此给ICP所分配的号码是与固定网电话用户的号码类似的号码。据初步统计,已经被占用的长途区号达几百个,包括已经使用的和空余的,同样也占用了一部分本地电话号码。当移动用户向固定用户发送短消息的时候,被叫用户的号码与现有的ICP的号码是重复的,而且这种重复没有规律。因此,在固定网和移动网的短信互通时就需要解决号码的冲突问题。

为了解决这个问题,信息产业部决定在固定号码前面加上一个标识码,即起用一个未使用过的号码“106”。当移动用户给固定用户发送短消息时在被叫用户号码前面加上标识码“106”,号码长度最长可达15位。

第三方短信互联网关

在移动网用户向固定网用户发送短消息的时候,由于从固定网用户编号上无法区分其归属于哪一个运营商,故需经过第三方短信互联网关来完成移动网用户向固定网用户发送短消息时的路由选择工作。

当移动网用户向固定网用户发送短消息时,经过移动网的短消息中心到移动网的互联网关,移动网的互联网关不需要判别该用户是属于哪一个固定网的运营商,把短消息发送给第三方的互联网关,由第三方的互联网关去判别该用户是属于哪一个固定网运营商的用户,随后就可以把短信发送给此固定网运营商的短信互联网关,再经其短消息中心将短消息发送给用户。

在第三方短信互联网关上需要有相应的各本地网的不同运营商的号码分配纪录,且要保持实时更新。

与移动网短消息的互通

可采用3G互联短信网关与其他运营商的移动网短信网关互联的方案,互联短信网关可按照目的地进行接续和计费。互联短信网关之间可采用专线或者INTERNET相连。

由于移动网短信互联互通已经相当成熟,故本文不再赘述。

多媒体消息系统的互联互通

多媒体消息业务(Multi-mediaMessageService)提供了一种非实时基于存储转发机制的多媒体通信方式。它可使多媒体消息在手机、PC/PDA以及email客户端等多种通信终端之间实现互发互收。收发的信息类型包括:文本、图片、音频、email及视频。多媒体消息业务实现了移动用户之间、移动用户和应用之间内容丰富的信息传递,用户也可以通过多媒体消息中心查询或预定信息。多媒体消息作为一种位于IP网络层的增值应用业务,它可连接各种载体(例如:GPRS、CSD及HSCSD等),因此,也是面向3G网络的。多媒体消息业务的实现必须由MMSC、WAPGW和HLR等网元配合完成。此外,多媒体消息业务要使用短消息中心(SMSC)来发送多媒体消息的通知给用户终端。

多媒体消息业务网络结构如下图所示:

多媒体消息中心(MMSC)是整个多媒体消息系统的核心,它主要负责存储并处理进出MMSC的消息,完成在网络上发送由文本、声音、图片及其他媒体格式组成的多媒体消息。多媒体消息中心内部主要分为MMSRelay和MMSServer,互通的功能主要由MMSRelay完成。MMSRelay负责在不同的消息系统之间进行消息传送,它在服务器和用户之间提供一个综合的功能,根据不同的网络综合不同的服务器类型。根据需要,MMSRelay和MMSServer可以合设也可以单独设置。

在多媒体消息业务系统中,MM4接口是多个多媒体消息业务中心之间互联互通的保证。3GPP多媒体消息规范本身对于互联互通就已经定义了MM4接口(在各个多媒体消息业务中心中实现),因此,只要各运营商在3G多媒体消息业务网中遵循3GPP规范设置多媒体消息业务中心,则不必设置多媒体消息网关就能实现多媒体消息的互通。但由于现有移动运营商的多媒体消息系统均未采用3GPP的规范设置,中国移动的“彩信”是采用基于3GPP规范并进行修改的非标准形式,而中国联通的“彩e”则是基于电子邮件的形式,故在与这些运营商的多媒体消息系统互通时,视其采用的多媒体消息系统结构的不同,可通过多媒体消息网关实现运营商之间的多媒体消息的互通。具体的多媒体消息互通网络结构图如下:

在此方案中,当运营商A与其他运营商的标准MMS系统互通时,可以将运营商A的MMSC和运营商B的标准MMS系统直接连接,此时互联点位于运营商A的MMSC和其他运营商标准MMS系统之间。当与运营商B的非标准MMS系统互通时,则需要通过设置MMS网关来进行协议转换,此时互联点位于运营商A的MMS网关和运营商B的非标准MMS系统之间。

即时通信(IMPS)消息系统的互联互通

3G系统支持的新业务非常多,本文将以即时通信消息(IMPS)的互通为例,简要论述一下3G新业务的互联互通。