專利名稱：用于無線傳感網絡同因特網、移動通信網互聯的裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于數據交換網絡設備領域，具體說，涉及一種能夠自動識別無線傳感網 絡的類型，并可以連接無線傳感網絡與因特網、移動通信網的網關設備。
背景技術：
網關(Gat eway)又稱網間連接器、協議轉換器。網關在傳輸層上以實現網絡互連， 是最復雜的網絡互連設備，用于高層協議不同的網絡互連。網關既可以用于廣域網互連，也 可以用于局域網互連。網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。在使用不同的通信 協議、數據格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統之間，網關是一個翻譯器，對收 到的信息要重新打包，以適應目的系統的需求。由無線傳感器節點構成的無線傳感網絡以其組網便捷、可靠性高、低功耗等優勢， 在實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象的信息等方面得到廣泛應 用。主流無線傳輸標準主要有ZigBee、Bluetooth等，它們在協議體系結構與因特網、移 動通信網存在較大差別，屬于異構網。因而，只有借助網關才能將無線傳感網與因特網、移 動通信網互聯在一起，保證傳感器節點采集的數據信息在無線傳感網中匯集經網關傳送到 因特網、移動通信網，來滿足決策和應用開發的需求，用戶發出的控制信息也能夠通過因特 網、移動通信網經網關傳送到無線傳感網中的節點進行數據采集的設置。
發明內容本發明的目的在于提供一種能夠自動識別無線傳感網絡協議的、用于接入因特 網、移動通信網的網關設備，滿足新興的ZigBee、Bluetooth、RFID等短距離無線通信技術 接入因特網、移動通信網的應用需求，并且解決了傳統網關只適用于兩種異構網間一對一 數據轉換的局限性，實現了復雜的多類型無線傳感器網絡環境下一個或多個網絡協議的轉換。為了達到上述目的，本發明一種用于無線傳感網絡同因特網、移動通信網互聯的 裝置，包括短距離無線通信模塊、網關控制模塊和外網接口模塊。其中，所述短距離無線通 信模塊包括支持無線傳輸協議的通信單元，并且與所述網關控制模塊通過串口交換數據。 所述網關控制模塊包括單片機或ARM處理器，并設置用于連接Flash或SDRAM外部存儲單 元的可擴展接口 ；所述網關控制模塊用于解析短距離無線通信模塊接收到的數據包，并提 取信息轉換成符合所述外網接口模塊支持協議類型的數據包。所述外網接口模塊包括支持 TCP/IP、GPRS、TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000、WiFi 和 WiMAX 協議標準的通信單元。優選方式下，所述短距離無線通信模塊中的通信單元為支持Bluetooth無線傳輸 協議的通信單元，或支持ZigBee無線傳輸協議的通信單元，再或者支持RFID無線傳輸協議 的通信單元。本發明公開了一種自動識別無線傳感網絡協議的用于接入因特網、移動通信網 的網關，包含數據包捕捉模塊、協議識別模塊和數據包重組模塊，滿足ZigBee、Bluetooth,通信技術接入因特網、移動通信網的應用需求，并且解決了傳統網關只 適用于兩種異構網間一對一轉換的不足，實現了復雜的多類型無線網絡環境下的一個或多 個網絡協議轉換，是保證物聯網上行數據與下行控制指令有效傳遞的必要設備。
圖1為本發明裝置的通信結構原理框圖；圖2為本發明裝置的電路結構原理圖。
具體實施方式
本發明旨在提供一種通用網關，能夠與ZigBee、Bluetooth、RFID、TCP/IP、GPRS、 TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000、WiFi和WiMAX等多種網絡協議兼容。在層次結構上依據OSI分 層結構及前述各種網絡體系結構的特點，設計了一種通用性強、層次簡潔的分層結構，與無 線傳感網節點通信一側自下而上分為物理層、數據鏈路層和應用層。其中物理層通信遵從 無線通信協議，數據鏈路層采用數據鏈路協議，應用層執行應用協議。網關結構在邏輯上劃分為三部分(如圖2所示)短距離無線通信模塊、網關控制 模塊和外網接口模塊。短距離無線通信模塊包含ZigBee、Bluetooth, RFID等無線傳輸單 元，它們通過串口與網關控制模塊通信；網關控制模塊將短距離無線通信模塊接收到的數 據包分析并重新打包后送到外網接口，或者從外網接口接收到數據包經分析處理后送到短 距離無線通信模塊；外網接口模塊用來與因特網、移動通信網通信。短距離無線通信模塊接收的數據包通過串口傳輸到網關控制模塊，在網關控制模
P^X^—^UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) ^hiiS 片，將串行數據轉換為并行處理，提高了數據分析的速率。網關控制模塊能夠自動識別無線環境中的無線通信協議類型，它的工作原理是首 先通過關鍵字匹配的方式捕捉協議開始傳輸的控制報文，并抽取控制報文的五元組(協議 類型，源IP，目的IP，源端口、目的端口)作為關鍵字添加規則，由于在整個會話過程中，所 有報文的五元組是不會發生改變的，因此根據五元組信息就可以捕捉到整個會話過程的數 據。外網接口模塊涵蓋支持TCP/IP、GPRS、TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000, WiFi 和 WiMAX 等協議標準的通信單元，而且接口可以擴展。網關主要采用單片機或ARM處理器，具有Flash或SDRAM等外部存儲單元和可擴 展接口，支持外部供電和在線調試，為此圖中分別設置了電源、復位端、時鐘信號輸入端以 及調試接口。本發明裝置的通信結構原理如圖1所示，主要分為數據包捕捉模塊、協議識別模 塊和數據包重組模塊。數據包捕捉模塊用來監聽網絡接口接收到的數據包并讀取到緩沖 區。協議識別模塊分析緩沖區中數據包的信息，判別協議類型并解析數據包，提取數據包中 的數據信息。數據包重組模塊將協議識別模塊提取到的數據信息重組成符合接入網絡協議 類型的數據包并傳送到網絡接口。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其
4發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求一種用于無線傳感網絡同因特網、移動通信網互聯的裝置，其特征在于，包括短距離無線通信模塊、網關控制模塊和外網接口模塊；其中，所述短距離無線通信模塊包括支持無線傳輸協議的通信單元，并且與所述網關控制模塊通過串口交換數據；所述網關控制模塊包括單片機或ARM處理器，并設置用于連接Flash或SDRAM外部存儲單元的可擴展接口；所述網關控制模塊用于解析短距離無線通信模塊接收到的數據包，并提取信息轉換成符合所述外網接口模塊支持協議類型的數據包；所述外網接口模塊包括支持TCP/IP、GPRS、TD SCDMA/WCDMA/CDMA2000、WiFi和WiMAX協議標準的通信單元，而且接口可以擴展。
2.根據權利要求1所述用于無線傳感網絡同因特網、移動通信網互聯的裝置，其特征 在于，所述短距離無線通信模塊中的通信單元為支持Bluetooth無線傳輸協議的通信單 元，或支持ZigBee無線傳輸協議的通信單元，再或者支持RFID無線傳輸協議的通信單元。
專利摘要本實用新型公開了一種用于無線傳感網絡同因特網、移動通信網互聯的裝置，包括短距離無線通信模塊、網關控制模塊和外網接口模塊。其中，短距離無線通信模塊包括支持無線傳輸協議的通信單元，并且與網關控制模塊通過串口交換數據。網關控制模塊包括處理器，并設擴展接口，用于解析短距離無線通信模塊接收到的數據包，提取信息轉換成符合外網接口模塊支持協議類型的數據包。而外網接口模塊包括支持TCP/IP、GPRS、TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000、WiFi和WiMAX協議標準的通信單元。本實用新型實現了復雜的多類型無線網絡環境下的一個或多個網絡協議轉換，是保證物聯網上行數據與下行控制指令有效傳遞的必要設備。
文檔編號H04W80/00GK201750562SQ20102027725
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月31日 優先權日2010年7月31日
發明者劉建, 潘登, 王智森, 高麗元 申請人:大連工業大學