無線傳感器網絡匯聚路由方法、匯聚路由系統及其實現方法
【技術領域】
[0001]本產品涉及無線傳感器網絡領域，特別涉及一種無線傳感器網絡匯聚路由方法、匯聚路由系統及其實現方法。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網絡，英文Wireless Sensor Network,簡稱WSN,是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，其目的是協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內感知對象的監測信息，并報告給用戶。典型的無線傳感器網絡一般包括:傳感器節點(Sensor node)、匯聚節點(Sink node)和服務器。大量的傳感器節點用于探測及采集數據，通過匯聚節點經其它網絡，如遠程通信網絡，發送給服務器。無線傳感器網絡遠程通信的過程中，需要設計一個匯聚節點，作為在無線傳感器節點與服務器實現數據協議轉換的網關設備，通過遠程通信網絡將無線傳感器節點與服務器相連接。現有技術中，匯聚網關設備大多是為某個特定的無線傳感器網絡而設計的，一個匯聚網關設備只能包括一個匯聚節點，也就是說，一個匯聚網關設備只能實現一個無線傳感器網絡的遠程通信的連接功能。如果同一區域存在多個無線傳感器網絡，通常會設計有多個匯聚網關設備共同工作，分別將不同的無線傳感器網絡通過遠程通信網絡連接到不同的服務器。無線傳感器網絡越多，需要連接到遠程通信網絡的匯聚網關設備也就越多，不但成本高昂、能耗較高，而且給用戶的使用和系統維護都帶來很多不便。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種無線傳感器網絡匯聚路由方法、匯聚路由系統及匯聚路由系統的實現方法，有效解決現有技術中存在的成本高、能耗高、用戶使用麻煩、系統維護不便等技術問題。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
本發明涉及一種無線傳感器網絡匯聚路由方法，包括如下步驟:
部署至少一傳感器網絡，每一傳感器網絡包括至少一無線傳感器節點；
設置一聚合路由裝置，包括至少一匯聚節點，每一匯聚節點對應一無線傳感器網絡節點，每一匯聚節點無線連接至與其相應的無線傳感器網絡節點；以及
設置至少一服務器，每一服務器對應一無線傳感器網絡節點，所有服務器皆通過一遠程通信網絡連接至所述聚合路由裝置。
[0005]進一步地，設置一聚合路由裝置，包括設置其IP服務功能的步驟，具體包括如下步驟:
為每個匯聚節點分配一個IP地址；
檢索每一服務器的互聯網地址；以及
在對應同一無線傳感器網絡的匯聚節點與服務器之間建立TCP/IP連接。
[0006]本發明還涉及一種無線傳感器網絡匯聚路由系統，包括:
至少一無線傳感器網絡，每一無線傳感器網絡包括至少一無線傳感器網絡節點；
一聚合路由裝置，包括至少一匯聚節點，每一匯聚節點對應一無線傳感器網絡節點，每一匯聚節點無線連接至與其相應的無線傳感器網絡節點；以及
至少一服務器，每一服務器對應一無線傳感器網絡節點，所有服務器皆通過一遠程通信網絡連接至所述聚合路由裝置。
[0007]進一步地，所述聚合路由裝置還包括一 IP服務功能模塊，所述IP服務功能模塊包括:
一 IP分配模塊，用于為每個匯聚節點分配一個IP地址；
一服務器地址檢索模塊，用于檢索每一服務器的互聯網地址；以及一 TCP/IP連接建立模塊，用于在對應同一無線傳感器網絡的匯聚節點與服務器之間建立TCP/IP連接。
[0008]所述聚合路由裝置包括:
至少一節點模塊，每一節點模塊對應一無線傳感器網絡節點，每一節點模塊連接至一相應的無線傳感器網絡節點，用于獲取該無線傳感器網絡節點的節點數據，所述節點數據的格式符合該無線傳感器網絡的無線通信協議，所述節點數據是指所述無線傳感器網絡節點的傳感器直接獲取的數據；
至少一封包模塊，每一封包模塊對應一無線傳感器網絡節點，每一封包模塊連接至一相應的節點模塊，用于將所述節點數據封裝成符合TCP/IP協議的節點數據包；以及
一路由模塊，連接至至少一封包模塊，用于通過一遠程通信網絡轉發裝后的節點數據包至一服務器，所述服務器與所述封包模塊對應同一無線傳感器網絡節點；
其中，對應同一無線傳感器網絡的一節點模塊、一封包模塊及所述路由模塊構成一匯聚節點。
[0009]進一步地，所述路由模塊通過所述遠程通信網絡從一服務器接收符合TCP/IP協議的數據包并轉發所述數據包至一封包模塊，所述封包模塊與所述服務器對應同一無線傳感器網絡，符合TCP/IP協議的數據包包括一服務器發送給一無線傳感器網絡節點的控制指令；所述封包模塊將符合TCP/IP協議的數據包解封裝為控制指令并轉發至一節點模塊，所述節點模塊與所述封包模塊對應同一無線傳感器網絡，解封裝后的控制指令的數據格式符合對應該封包模塊的無線傳感器網絡的無線通信協議。
[0010]本發明還涉及一種無線傳感器網絡匯聚路由系統的實現方法，包括如下步驟:
獲取至少一無線傳感器網絡節點的節點數據，所述節點數據的格式符合該無線傳感器網絡節點的無線通信協議，所述節點數據是指所述無線傳感器網絡節點的傳感器直接獲取的數據；
將所述節點數據封裝成符合TCP/IP協議的節點數據包；以及
通過一遠程通信網絡轉發封裝后的節點數據包至一服務器，所述服務器與所述封包模塊對應同一無線傳感器網絡節點。
[0011]進一步地，所述的無線傳感器網絡匯聚路由系統的實現方法，還包括如下步驟:
所述路由模塊通過所述遠程通信網絡從一服務器接收符合TCP/IP協議的數據包，所述數據包包括該服務器發送給無線傳感器網絡節點的控制指令； 所述路由模塊轉發所述數據包至一封包模塊，所述封包模塊與所述服務器對應同一無線傳感器網絡節點；以及
所述封包模塊將所述數據包解封裝為控制指令并轉發至一節點模塊，所述節點模塊與所述封包模塊對應同一無線傳感器網絡節點，解封裝后的控制指令的數據格式符合所述無線傳感器網絡節點的無線通信協議。
[0012]本發明提供一種無線傳感器網絡匯聚路由方法、匯聚路由系統及匯聚路由系統的實現方法，設計一種同時包括多個匯聚節點的匯聚路由設備，每一匯聚節點用以連接一無線傳感器網絡及其服務器，同時將多個無線傳感器網絡與對應的服務器建立連接，有效減少了匯聚路由設備的數量，有效降低設備成本和運行成本，降低能耗，使得用戶操作和系統維護更加簡便。
【附圖說明】
[0013]圖1所示為本發明中一種無線傳感器網絡匯聚路由方法的流程框圖；
圖2所示為本發明中設置聚合路由裝置的步驟的流程框圖；
圖3所示為本發明中一種無線傳感器網絡匯聚路由系統的結構示意圖；
圖4所示為本發明中無線傳感器網絡節點的結構示意圖；
圖5所示為本發明中聚合路由裝置的IP服務功能模塊框圖；
圖6所示為本發明中聚合路由裝置的結構示意圖；
圖7所示為本發明中無線傳感器網絡匯聚路由系統的一種實現方法的流程框圖；
圖8所示為本發明中無線傳感器網絡匯聚路由系統的另一種實現方法的流程框圖；
圖9所示為本發明中一種無線傳感器網絡匯聚路由系統的優選實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合實施例及附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】，使本領域的技術人員更清楚地理解如何實踐本發明。應當理解，盡管結合其優選的具體實施方案描述了本發明，但這些實施方案只是闡述，而不是限制本發明的范圍。
[0015]如圖1所示，本發明涉及一種無線傳感器網絡匯聚路由方法，包括如下步驟:
51)部署至少一傳感器網絡，每一傳感器網絡包括至少一無線傳感器節點；
52)設置一聚合路由裝置，包括至少一匯聚節點，每一匯聚節點對應一無線傳感器網絡節點，每一匯聚節點無線連接至與其相應的無線傳感器網絡節點；以及
53)設置至少一服務器，每一服務器對應一無線傳感器網絡節點，所有服務器皆通過一遠程通信網絡連接至所述聚合路由裝置。
[0016]如圖2所示，設置聚合路由裝置的步驟，包括設置其IP服務功能的步驟，具體包括如下步驟:
521)為每個匯聚節點分配一個IP地址，作為IP網絡中區分每個匯聚節點的身份標識；
522)檢索每一服務器的互聯網地址；以及
523)在對應同一無線傳感器網絡節點的匯聚節點與服務器之間建立TCP/IP連接。
[0017]設置聚合路由裝置的過程，也就是在相應的匯聚節點與服務器之間建立TCP/IP連接的過程，用一個獨立的聚合路由裝置實現多個聚合路由節點的功能，必須要使得每一個匯聚節點都能找到相對應的服務器。其具體設計過程就是，先找到每個匯聚節點對應的IP地址，再找到每個服務器對應的互聯網地址，只需要在匯聚節點的IP地址與服務器的互聯網地址之間建立地址對應關系，即可匯聚節點與服務器之間建立TCP/IP連接。
[0018]檢索每一服務器的互聯網地址，是指在一地址數據庫中檢索對應一服務器的互聯網地址，所述地址數據庫包括至少一服務器名稱、編號及對應每一服務器的地址，服務器名稱存儲于無線傳感器網絡節點中