[实用新型]多协议多接口无线传感网网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器网络技术领域，具体是一种多协议多接口无线传感网网关。

背景技术

无线传感器网络被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一，目前已在各个国家引起了广泛的关注。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络将各种传感器纳入网络，构成了Internet的神经末梢，将网络终端由原来的PC机延伸到各种微小的传感器，被视为下一代互联网络。无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络潜在的应用非常多，现今已被视为环境监测、建筑监测、公用事业、工业控制、家庭、船舶和运输系统自动化中的下一个发展方向。

ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗个域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，是无线传感器网络首选的组网技术之一，大量传感器节点之间通过ZigBee协议进行自组网。其主要优点为协议实现简单低复杂度、投资成本低、网络接入容量大、短时延、安全性高、特别适合低功耗场合。WiFi是建立在IEEE 802.11a、802.11b、802.11g协议之上的一种短距离无线通信技术，其特点是无线电波的覆盖范围广、传输速率快。Mesh网络即无线网格网络，它是一个无线多跳网络。在向下一代网络演进的过程中，无线是一个不可或缺的技术，无线mesh可以实现与其他网络协同通信。Bluetooth是一种支持设备短距离通信的无线电技术，能在包括移动电话、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。GPRS,通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，其传输速率可提升到115Kbps。GPS，全球定位系统，利用卫星可以在全球范围内实时进行定位、导航的系统，现今GPS技术已经融入到社会发展的各个应用领域。

传统的无线传感器网络网关设备结构功能单一，连接的网络受到一定的限制，不能够用于多种架构网络之间的互联和综合网络的建设，并且存在功耗高、抗干扰能力低、成本昂贵等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种多协议多接口无线传感网网关，支持WiFi、GPRS、Bluetooth、ZigBee和TCP/IP等多种协议，并可以通过协议转换程序处理完成多种协议之间的转换，组建多种架构的网络，实现多种架构网络之间的互联和数据的转发。

本实用新型是以如下技术方案实现的：多协议多接口无线传感网网关，包括嵌入式处理器，分别与嵌入式处理器连接的SDRAM、Flash存储器、WiFi无线射频收发模块、ZigBee无线射频收发模块、GPRS模块、Bluetooth模块、GPS数据采集模块和以太网接口控制模块；操作系统采用网络化的操作系统Linux，由嵌入式处理器统一对各控制模块的片选及读写控制，完成数据在地址数据总线上的有效传输，实现该网关功能。

其进一步是：所有的外围模块通过总线的方式与嵌入式处理器相连，利用协议转换程序处理实现多种协议之间的转换和数据的转发。

在嵌入式处理器上同时配置WiFi 2.4GHz、WiFi 5GHz、GPRS、Bluetooth和ZigBee5个不同的无线接口，以及一个以太网有线接口，支持WiFi、GPRS、Bluetooth、ZigBee和TCP/IP等多种协议，并可以通过协议转换程序处理完成ZigBee协议与TCP/IP协议、ZigBee协议与WiFi协议、ZigBee协议与GPRS协议、ZigBee协议与Bluetooth协议等多种协议之间的转换，用于组建多种架构的网络，以及实现多种架构网络的互联和数据的转发；网关通过以太网有线接口与路由器相连，通过无线接口连接到各种架构的无线网络中。

网关设备采用物理层、互联层、控制层和应用层四个层次模型；网关获取的通过对TCP/IP网络协议进行改进，满足数据通信的要求，支持信道预分配和实时优先级技术；优先级高的数据通过同步序列数据传输方式传送，优先级低的数据通过非同步序列数据传输方式发送，且在MAC层支持紧急情况下实时数据处理。