5G通信网络5G网关软件设计方案 目录 1前言 (4) 1.1简介 (4) 1.2术语、定义、缩略语（可选） (4) 1.3参考资料（可选） (5) 2总体设计 (5) 2.1需求规定 (5) 2.1.1总体需求分析 (5) 2.1.2整体架构需求分析 (6) 2.1.35G网关软件功能需求分析 (7) 2.1.4网关云平台需求分析 (8) 2.2开发及运行环境 (10) 2.3关键技术分析 (11) 2.3.1多核并发处理模型 (11) 2.3.2中心控制器 (11) 2.3.3DPDK技术 (12) 3架构设计 (12) 3.1设计思路 (12) 3.2系统架构 (13) 3.2.1设备层软件架构 (13)
3.2.3应用层软件架构 (15) 3.2.4数据展示层架构 (16) 3.3模块清单 (16) 3.4各模块与子系统设计.......................................................... 错误!未定义书签。 3.4.15G网关软件模块设计........................................... 错误!未定义书签。 3.4.2网关云平台模块设计.............................................. 错误!未定义书签。4接口设计 .. (18) 4.1用户接口 (18) 4.1.1命令行特性 (18) 4.1.2语法帮助 (19) 4.1.3使用语法帮助补齐命令 (19) 4.1.4命令简写 (20) 4.1.5命令模式 (21) 4.1.6常用命令介绍 (21) 4.2外部接口 (22) 4.3内部接口 (22) 5数据库设计 (27) 6系统安全设计 (29) 6.1系统安全 (29) 6.1.1系统设计安全 (29) 6.1.2远程管理安全 (29)
密级： E88新能源汽车网关软件设计方 案 长春启阳信息技术股份有限公司
目录 1引言（INTRODUCTION） (3) 1.1网关软件设计 (5) 1.2网关路由功能设计 (5) 1.2.1 接收中断处理 (5) 1.2.2接收处理任务 (7) 1.3报文周期发送报警处理 (7) 1.3.1采用操作系统提供的报警 (7) 1.3.2 发送定时器更新模块 (9) 1.3.3路由过程中发送定时器处理模块 (9) 1.4报文发送任务 (10) 1.5报文处理 (10) 2网关直接网络管理功能设计及实现 (12) 2.1OSEK/VDX直接网络管理介绍 (12) 2.1.1直接网络管理概念 (12) 2.1.2直接网络管理的内部状态 (12) 2.1.3直接网络管理的通信消息 (12) 2.2.1任务总体设计 (14) 2.2.2定时器总体设计 (16) 2.2.3NMPDU到CAN报文的映射 (17) 3网关间接网络管理功能设计及实现 (18) 3.1OSEK/VDX间接网络管理介绍 (18) 3.2间接网络管理功能设计 (19) 3.2.1 报文接收状态配置表 (19) 3.2.2接收定时器 (19) 3.2.3报文接收过滤及处理模块 (21) 3.2.4接收定时器更新模块 (22) 3.2.5接收超时处理模块 (23)
1引言（Introduction） 针对电动汽车车身网络平台而言，作为网络交通枢纽的中央网关控制器需要将接收到的报文存入数据缓冲区，同时还需要将转发的数据重新拆分打包，进行协议转换出来，因此在网关控制器的选择上要求其具有较高的内存容量和较快的处理速度。 随着全球汽车电子行业的迅猛发展，从C51单片机到ARM9微处理器，车内控制器的性能一直不断提高。目前32位RISC内核微处理器不但占据了高端控制器市场，同时也向低端控制器领域发展，凭借其低功耗、高性价比等提点，在汽车控制网络中得到广泛应用是可以预见的，因此本方案选取了NXP公司汽车专用的V850ES/FK3的32位RISC内核微处理器，其丰富的外设接口和强大性能有利于后续网络的扩展功能。 本文档介绍网关的基本工作原理和系统结构,提出基于CAN/LIN总线的车身网关功能定义和整体设计方案,针对电动汽车特点制定了基于SAEJ1939的CAN应用层协议。CAN/LIN网关在硬件架构上采用了NEC基于RISC 内核内核的32位控制器V850ES/FK3和容错低速CAN接收器(TJA1054)。CAN节点采用V850ES/FK3系列单片机,完成了电动机控制节点和状态显示节点的电路板制作和程序设计。 最后将各节点与网关组合起来,借助硬件节点与仿真软件相结合的方法对整个通信网络的关键性能进行测试分析,在调试过程中对设计中存在的不足进行优化和改善。实验结果表明CAN、LIN节点与网关软硬件工作稳定,实现了网关的报文转发和模拟电动机控制、车身控制台和门锁控制节点的功能,对车身控制中的其他部分有着借鉴意义,为整车控制网络平台和其他功能节点提供了参考模型
物联网网关系统设计方案． 物联网网关系统设计方案 物联网网关概述 1 等信息传感设备，按约定的协议，扫描器感应器、GPS 物联网是指通过射频识别（RFID）、红外、激光
实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是具有全面感知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、 卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。老人护理、个人健康、*物联网网关设备是将多种 Z-Wave 等，物联网的接入方式是多种多样的，如广域的 PSTN、短距离的实现接入手段整合起来，统一互联到接入网络的关键设备。它可满足局部区域短距离通信的接入需求，与公共网络的连接，同时完成转发、控制、信令交换和编解码等功能，而终端管理、安全认证等功能保证可以实现感了物联网业务的质量和安全。物联网网关在未来的物联网时代将会扮演着非常重要的角色， 知延伸网络与接入网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联，将广泛应用于智能家居、智能社区、数字医院、智能交通等各行各业。传输系统、物联网组网采用分层的通信系统架构，包括感知延伸系统、业务运营管理系统和各种应用， 在不同的层次上支持不同的通信协议，如图1 所示。感知延伸系统包括感知和控制技术，由感知延伸层设备以及网关组成，支持包括Lonworks、UPnP、ZigBee 等通信协议在内的多种感知延伸网络。感知设备可以通过多种接入技术连接到核心网，实现数据的远程传输。业务运营管理系统面向物联网范围内的耗能设施，包括了应用系统和业务管理支撑系
物联网网关系统设计方案 1 物联网网关概述 物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是具有全面感知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络。 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、*卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 物联网的接入方式是多种多样的，如广域的PSTN、短距离的Z-Wave 等，物联网网关设备是将多种接入手段整合起来，统一互联到接入网络的关键设备。它可满足局部区域短距离通信的接入需求，实现与公共网络的连接，同时完成转发、控制、信令交换和编解码等功能，而终端管理、安全认证等功能保证了物联网业务的质量和安全。物联网网关在未来的物联网时代将会扮演着非常重要的角色，可以实现感知延伸网络与接入网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联，将广泛应用于智能家居、智能社区、数字医院、智能交通等各行各业。 物联网组网采用分层的通信系统架构，包括感知延伸系统、传输系统、业务运营管理系统和各种应用，在不同的层次上支持不同的通信协议，如图1 所示。感知延伸系统包括感知和控制技术，由感知延伸层设备以及网关组成，支持包括Lonworks、UPnP、ZigBee 等通信协议在内的多种感知延伸网络。感知设备可以通过多种接入技术连接到核心网，实现数据的远程传输。业务运营管理系统面向物联网范围内的耗能设施，包括了应用系统和业务管理支撑系统。应用系统为最终用户提供计量统计、远程测控、智能联动以及其他的扩展类型业务。业务管理支撑系统实现用户管理、安全、认证、授权、计费等功能。
网关软件需求文档 目录 1. 引言3 1.1编写目的 (3) 1.2文档约定 (3) 1.3产品范围 (3) 1.4参考文献 (3) 2. 综合描述 4 2.1产品的状况 (4) 2.2产品的功能 (4) 2.3用户类和特性 (4) 2.4运行环境 (4) 2.5设计和实现上的限制 (5) 2.6假设和约束(依赖) (5) 3. 外部接口需求5 3.1用户界面 ............................................................................................ 错误！未定义书签。 3.2硬件接口 (6) 3.3软件接口 (6) 3.4通讯接口 (6) 4. 系统功能需求7 4.1用户权限需求 (7) 4.2网络需求 (7) 4.2.1 网络设备的分类 (7) 4.2.2 采用的网络协议 (7) 4.2.3 获取信息的前提条件 (7) 4.2.4 获取信息的手段 (7) 4.2.5 获取的信息内容 (7) 4.2.6 获取的信息内容的存储方式 (8) 4.2.7 获取的信息内容的显示手段 (8) 4.2.8 获取信息的频率 (8) 4.3操作系统需求 (9) 4.3.1 操作系统分类 (9) 4.3.2 获取系统信息的前提条件 (9) 4.3.3 获取信息的手段 (9)
4.3.4 获取的信息内容分类 (9) 4.3.5 获取的信息内容的存储方式 (9) 4.3.6 获取的信息内容的显示手段 (9) 4.3.7 获取信息的频率 (9) 4.4数据库系统需求 (9) 4.4.1 数据库软件名称 (9) 4.4.2 数据库软件运行的操作系统 (10) 4.4.3 获取信息的方式 (10) 4.4.4 获取数据库的相关监控内容 (10) 4.4.5 获取的信息内容的存储方式 (10) 4.4.6 获取的信息内容的显示手段 (10) 4.4.7 获取信息的频率 (10) 4.5应用软件需求 (10) 4.5.1 应用软件名称 (10) 4.5.2 应用软件运行的环境 (10) 4.5.3 是否需要应用软件进行额外的开发，以支持网关软件的要求 (10) 4.5.4 支持的获取的方式或手段 (10) 4.5.5 获取的内容 (10) 4.5.6 获取的信息内容的存储方式 (12) 4.5.7 获取的信息内容的显示手段 (12) 4.5.8 获取信息的频率 (12) 4.6特殊设备需求 (12) 4.6.1 特殊设备的分类 (12) 4.6.2 获取信息的前提 (12) 4.6.3 获取信息的方式 (12) 4.6.4 获取的内容 (12) 4.6.5 获取的信息内容的存储方式 (12) 4.6.6 获取的信息内容的显示手段 (12) 4.6.7 获取信息的频率 (12) 4.7预警需求 (12) 4.7.1 预警的种类 (12) 4.7.2 预警等级分类 (13) 4.7.3 预警传送的方式 (13) 4.7.4 预警的阀值设定 (13) 4.7.5 预警信息的存储 (13) 4.8统计需求 (13) 4.8.1 报表的分类 (13) 4.8.2 形成的报表列表 (13) 5. 其它非功能需求13 5.1性能需求 (13) 5.2安全措施需求 (14) 5.3安全性需求 (14) 5.4软件质量属性 (14)
软件详细设计说明书项目名称：智能家居系统家庭智能网关 V1.1 日期： 2015 年 8 月 19 日
目录 1 引言 (1) 1.1编写目的 (1) 1.2 项目背景............................................ 错误！未定义书签。 1.3 定义 (1) 1.4 参考资料 (1) 2 总体设计 (1) 2.1 需求概述 (1) 2.2 软件结构 (2) 3 程序描述 (2) 3.1 下面对各模块的功能，性能，输入，输出进行具体描述 (3) 3.2 程序逻辑 (5)
1 引言 随着科技提高，人民生活水平提高，生活节奏的逐渐加快。我们需要一种更便捷，舒适，健康的生活环境。利用通讯和信息技术，开发智能家居系统，为人民提供更好的生活服务，将人民从繁重的生活压力中释放出来，从而专心于科技、决策等方面的事物，促进社会快速和谐发展。 1.1编写目的 本说明的编写目的在于明确智能家居系统网关软件开发方案、方法；为软件开发人员提供明确的开发思路。本文档需经过严格评审后开始软件开发。确保各部分方案合理可行、占用最少的开发资源。 本说明的预期读者是智能家居系统决策人，开发组成人员，扶助开发者，支持本项目的领导和公司人员，软件验证者。 1.3 定义 专门术语： Zigbee Zigbee无线通讯 网关智能家居系统用于将不具备联网能力的家用设备联网以及管理设备 UC/OS 嵌入式操作系统，提供任务调度，通讯功能 串口单片机一种有线通讯方式 1.4 参考资料 《软件工程基础教程》---- 刘文,朱飞雪主编：粘新育,陶洁副主编：出版社：北京大学出版社 《c语言程序设计》 ----谭浩强 《嵌入式实时操作系统UC/OS原理与实践》 2 总体设计 2.1 需求概述 (1)、智能家居系统设备联网： A、通过以太网，wifi，2G等转发Zigbee设备信息给网关 B、通过以太网，wifi，2G等接受服务器控制信息、场景信息，转发给zigbee设备 (2)、消息记录：
物联网网关设计 罗俊海1,2，周应宾2，邓霄博2 1（电子科技大学电工学院，成都611731 ） 2（迈普通信技术股份有限公司，成都610041） 摘要: 关键词: 物联网；网关；泛在网; 信息物理系统 Design for Gateway in Internet of Things Junhai luo1,2, Yingbin Zhou2, Xiaobo Deng2 1(University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu China 611731) 2(Maipu Communication Technology Co. Ltd, Chengdu China 610041) Abstract: 1Key W ords: Internet of Things; Gateway; Ubiquitous Network; Cyber Physical Systems 1 网联网网关概述 1.1 物联网网关背景 物联网没有统一的定义标准，物联网是指RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网具有全面感知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络。 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 物联网的接入方式是多种多样的，物联网网关设备是最适合将多种接入手段整合起来，统一互联到接入网络的关键设备，网关可满足局部区域短距离通信的接入需求，实现与公共网络的连接，同时完成转发、控制、信令交换和编解码等功能，而终端管理、安全认证等功能保证了物联网业务的质量和安全。物联网网关在未来的物联网时代将会扮演着非常重要的角色。网联网网关可以实现感知延伸网络与接入网络，以及不同类型感知延伸网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。物联网网关将广泛应用于智能家居、智能社区、数字医院、智能交通等各行各业。 1基金项目：国家自然科学基金（61001086） 作者简介：罗俊海
智能家居系统网关设计 发表时间：2018-07-23T15:35:01.467Z 来源：《科技新时代》2018年5期作者：孟亮 [导读] 本次研究设计了一类以ARM处理器为基础的S3C44B0与uCOS的无线家庭网关的软硬件系统。 安徽省通信产业服务有限公司器材贸易分公司安徽合肥 230001 摘要：过去，在对家庭网关设计过程中，以PC方案为基点，运行成本相对较高，且对计算机设备状态提出明确要求，故此为有效规避上述缺陷，本次研究设计了一类以ARM处理器为基础的S3C44B0与uCOS的无线家庭网关的软硬件系统。 关键词：智能家居系统；网关；设计措施；实现方法 智能家居系统作为一类形式多样的网络系统，其构建目的是对现代化家庭生活需求的迎合，可以被视为现代3G技术和传统家居系统相整合的产物，将是家居信息化后续几年的发展趋向。智能家居网络主要由智能家居网关、外部网、安防设备等构成。当下以PC方案为基点的家庭网关设计成本高、并规定计算机长时间处于启动可通行状态，故此难以有效迎合普通用户的主观需求。而科学设计嵌入式智能家居系统网关，能够借用浏览网页以及进行有关操作的方式，实现对家电的远程操控。 1网关需求分析 网关系统的功能主要是在现场以及远程终端设备商体现出来，对家庭各个传感器的运行状态进行监控，在其出现异常时第一时间发出报警信号。各传感器把各自采集的信息，经由射频模块的无线进程传导，发送至网关系统上，采用嵌入式微处理器对系统运行状态进行操控，借助有线或无线方式把信息传输至远程终端设备或用户手机上。 2系统软硬件结构设计 2.1系统硬件结构 在对智能家居系统网关设计过程中，将S3C44B0作为主芯片，以太网卡控制器应用当下最典型的RTL8019，借用SPI接口的CC2500射频芯片，和家庭无线自行组织网络实现射频通信，网关的作用是由外网TCPIP协议至内网自组织网络协议的互换。系统硬件结构示意图见图1，在图中，1，2，……n代表的都是无线节点。 图1 系统硬件结构示意图 ①CC2500芯片：CC2500是为一类运行成本相对较低的单片式2.4GHz，应用四线制的SPI和S3 C44 BO进行信息互动流通，硬件衔接过程极为简洁。CC2500作用是提供64 B的先进先出的FIFO硬堆栈，在数据信息发送与接受环节中，GD00引脚电平会产生变动，故此将其和S3C44B0的外部中断引脚衔接，进而产生外部中断行为[1]。在系统有传送无线数据信号的需求时，需将传送的数据信息采用SPI口整合至CC2500芯片上进而发送至FIFO内，与此同时将一个发送指令通过SPI口传递给CC2500，此时CC2500就顺利完成发送无线数据任务。 ②以太网卡芯片：本系统在设计过程中采用了RTL8019AS 10 M ISA网卡芯片接入以太网。RTL8019AS为当下市面上性价比相对较高的一类网卡芯片，和NE200能够相互包容，软件移植过程中体现出良好性能；接口相对简单化，无需转换芯片，例如在对PCI - ISA桥、S3C44B0以及RTL8019的电路规划期间，过程相对简单，仅需衔接数据线、地址选通与中断等信号线。 2.2系统软件设计 本系统软件在设计过程中，将uCOS和嵌人式TCPIP协议栈lwip设为应用程序的开发与运行平台。嵌人式无线网关负责接收由浏览器客户端传递的请求信息，并对相关协议实施转换措施，并把这些控制信息加工制作成无线自组网络的数据帧格式，同时采用CC2500射频模块将控制信息经由自组织网络传导至目标家电上，进而实现对家电设备运行状态的远距离操控。在家电运行状态发生改变时，其就会通过自组织网络将状态信息实时反馈至网关，若浏览器客户端提出查询咖啡机运行状态的申请时，网关就会将设备状态信息传输给浏览器客户端。 网关在运行期间需执行两个任务，一是HTTP网络通信任务，其是和外网进行信息互动的形式；二是无线射频接收与发送任务，其软件程序图见图2，其职责在于和内部自组织网络进行信息流通与互动。