物联网具有极其广阔的应用前景和巨大的市场需求,全球很多知名组织和公司正全力推动物联网的发展。目前已经存在多种物联网构架,但是并没有一个统一的、通用的、适用于工业生产环境的架构,立足于此,本文在现有的物联网架构的基础上设计了适用于工业环境的工业物联功能架构和适用于该架构的智能网关。通过研究物联网架构发展,提出了三层平台架构：感知层、网络层、云上应用层；结合三层架构,给出软件架构,详细定义了软件各模块的名称、功能、接口；最后给出数据流设计,将之分为采集数据流、管理数据流、控制数据流,并结合工业生产背景详细分析了数据走向。云平台架构的网络连接方式有直接连接和通过网关连接两种,为了更好的与平台适配,本文设计了适用于该平台的智能网关,将网关分为三层：信息接入层、业务逻辑层、上行通信层。重点对业务逻辑层进行分析与设计。定义了网关程序框架,将程序分为十一个项目,对每一个项目的组成、功能进行定义；针对网关功能模块,给出数据采集、数据封装、看门狗模块、配置管理的设计和实现方法；网关中数据库使用Redis内存数据库,给出其移植方法、存储结构设计、调用接口。针对传统网关中请求/问答机制的不足以及物联网应用下的需求,本文在智能网关中设计了基于MQTT协议的发布/订阅系统。通过对轻量级发布／订阅系统的研究,对发布者和订阅者工作流程进行优化设计,达到实现异步通信的目的。最后,本文在Linux系统中搭建发布/订阅系统,对该系统的各项功能进行测试,实验证明,基于MQTT的发布订阅系统满足物联集成网关的数据分发要求。