专利名称：基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于蓝牙、ZigBee与因 特网的异构网络互连网关。
背景技术：
无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集 成的前沿热点研究领域。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，无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，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。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用 于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等 领域，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响 力的技术之一。ZigBee协议建立在IEEE 802. 15. 4 (LR_WPAN,低速率无线个人区域网)上，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，用于 提供低成本和低功耗的设备网络的连接，电池的寿命可以维持几个月甚至几年的时间。蓝 牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基 础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接，使用IEEE802. 15协议，其实质内容是 为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的无线电空中接口，将通信技术与计算器 技术进一步结合起来，使各种3C设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范 围内实现相互通信或操作，是一种低成本、低功率无线「线缆替代」技术。ZigBee传输速率 比较低，远不及蓝牙；但ZigBee的响应速度较快，而蓝牙设备之间建立连接需花费较长时 间。因此，迫切需要提供一种能够使蓝牙、ZigBee与因特网互连的网络网关。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网 关，其不仅可对大量传感器节点之间通过ZigBee协议进行自组网的无线传感器网络进行 各种管理和维护，接收并显示网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据等工作，还可为无线 传感器网络提供多种网络接入方案，还可实现三种异构网络之间监测数据的共享和传输， 从而使接入到因特网的蓝牙网络和ZigBee网络具有监测数据的透明转发、网络远程监 控、诊断和管理的功能。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案提供一种基于蓝牙、ZigBee与 因特网的异构网络互连网关，由蓝牙无线射频收发单元、ZigBee无线射频收发单元、ARMll 嵌入式处理器控制单元、因特网接口控制单元、触摸屏接口控制单元、按键接口控制单元、 USB接口和SD卡接口控制单元组成；其中蓝牙无线射频收发单元、ZigBee无线射频收发 单元、因特网接口控制单元、触摸屏接口控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元分别与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接；按键接口控制单元与ARMll嵌入式处理器控制 单元单向电连接。蓝牙无线射频收发单元采用BFlO模块，ZigBee无线射频收发单元采用CC2530芯 片，因特网接口控制单元采用DM9000AE芯片，ARMll嵌入式处理器控制单元采用S3C6410 芯片，触摸屏接口控制单元采用AT043TNMV. 1芯片，USB接口和SD卡接口控制单元采用 S3C6410芯片内部资源进行外部扩展，可外接带SD接口、USB接口的设备。蓝牙与ZigBee 网络发送自身网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据等相关信息，通过串口传输到ARMll 嵌入式处理器控制单元进行处理后，由触摸屏接口控制单元进行显示和接收用户键入的网 络管理等命令，或通过因特网接口控制单元接入因特网。蓝牙无线射频收发单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接。BFlO的第1 引脚UART_TX、第2引脚UART_RX、第23引脚PIOO、第24引脚PIOl、第25引脚PI02、第26 引脚PI03、第27引脚PI04、第28引脚PI05、第29引脚PI06、第30引脚PI07、第31引脚 PI08、第32引脚PI09、第33引脚P皿0、第34引脚PIOll分别与S3C6410的J15引脚X_ uRXDl、B22 引脚 X_uTXDl、T25 引脚 GPK0、T22 引脚 GPK1、TM 引脚 GPK2、T23 引脚 GPK3、R23 引脚 GPK4、R22 引脚 GPK5、R24 引脚 GPK6、R25 引脚 GPK7、P25 引脚 GPK8、P19 引脚 GPK9、 P23引脚GPK10、P18引脚GPKll相连；BFlO的第12引脚VCC接3. 3V电源和电容C2，电容 C2接地；BFlO的第11引脚RESETB接电阻R1、电容C1、S3C6410的N25引脚GPK12，电阻Rl 接3. 3V电源，电容Cl接地；BFlO的第13引脚GND接地。ZigBee无线射频收发单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接。S3C6410 的 B21 引脚 X_uTXD3 与 CC2530 的第 17 引脚 RX 相连；S3C6410 的 J14 引脚 X_uRXD3 与 CC2530 的第16引脚TX相连；CC2530的第10引脚DVDD、第39引脚AVDD_DREG、第21引脚AVDD5/ AVDD_S0C、第31引脚AVDD_GUARD接3. 3V电源，并分别通过电容C1、C4、C2、C3接地；CC2530 的第1引脚DGND_USB、第2引脚USB_M、第3引脚USB_P、第4引脚DVDD_USB均接地；CC2530 的第20引脚RESET_N接电阻Rl和电容C5，电阻Rl接3. 3V电源，电容C5接地；CC2530的 第41引脚GND Exposed接地；CC2530的第30引脚RBIAS通过电阻R2接地；CC2530的第 25引脚RF_P通过C7接电感Li、电感L2、电容C11，电感Ll接地；CC2530的第26引脚RF_N 通过电容C8接电感L2、电感L3、电容C12，电容C12接地，电感L3接电容C9、C10、C11，电容 C9接地，电容ClO接天线和电容C17，电容C17接地；CC2530的第32引脚P2. 4/X0SC32_Q2、 第33引脚P2. 3/X0SC32_Ql分别通过电容C16、电容C15接地；CC2530的第32引脚P2. 4/ X0SC32_Q2、第 33 引脚 P2. 3/X0SC32_Ql 通过晶振 Y2 相连；CC2530 的第 22 引脚 X0SC_Q1、第 23引脚X0SC_Q2分别通过电容C14、电容C13接地，CC2530的第22引脚X0SC_Q1、第23引 脚M)SC_Q2通过晶振Yl相连，CC2530的第40引脚DCOUPL通过电容C6接地。因特网接口控制单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接。S3C6410的 AC19 弓丨脚 X_EINT7 接 DM9000AE 的第；34 引脚 INT ；S3C6410 的 Dl 引脚 XmO_ADDR2 接 DM9000AE 的第 32 引脚 CMD ；S3C6410 的 L4 引脚 Xm0_0En 接 DM9000AE 的 35 引脚 I0R# ；S3C6410 的 J2 引脚 XmO_WEn 接 DM9000AE 的第 36 引脚 I0W# ；S3C6410 的 R3 引脚 XmO_CSnl 接 DM9000AE 的 37 引脚 CS# ；S3C6410 的 AD16 引脚 X_nRST0UT 接 DM9000AE 的 40 引脚 PWRST# ；S3C6410 的 N2 弓丨脚 Xm0_DATA0、Nl 弓丨脚 XmO_DATAl、M7 弓丨脚 XmO_DATA2、N3 弓丨脚 XmO_DATA3、M8 弓| 脚 XmO_DATA4、P2 弓 | 脚 XmO_DATA5、N4 弓 | 脚 XmO_DATA6、P3 弓 | 脚 XmO_DATA7、M2 弓 | 脚 Xm0_DATA8、M4 弓丨脚 XmO_DATA9、L7 弓丨脚 XmO_DATA 10、M3 弓丨脚 XmO_DATA 11、L8 弓丨脚 XmO_DATA 12、 L2 引脚 XmO_DATA13、K4 引脚 XmO_DATA14、Kl 引脚 XmO_DATA15 分别与 DM9000AE 的第 18 引 脚SD0、第17引脚SDUH 16引脚SD2、第14引脚SD3、第13引脚SD4、第12引脚SD5、第11 引脚SD6、第10引脚SD7、第31引脚SD8、第29引脚SD9、第28引脚SD10、第27引脚SDlU 第26引脚SD12、第25引脚SD13、第24引脚SD14、第22引脚SD15相连；DM9000AE的第43 引脚X2、第41引脚Xl分别通过电容Cl、C2接地；DM9000AE的第43引脚X2、第41引脚Xl 通过晶振Yl相连；DM9000AE的第8引脚TX-与电阻Rl和RJ45接口的第2引脚TD-相连； DM9000AE的第7引脚TX+与电阻R2和RJ45接口的第1引脚TD+相连；DM9000AE的第4弓| 脚RX-与电阻R3和RJ45接口的第6引脚RX-相连；DM9000AE的第3引脚RX+与电阻R4和 RJ45接口的第3引脚RX+相连；电阻Rl及电阻R2与电容C3相连，电阻R3及电阻R4与电容 C4相连，电容C3、C4接地；DM9000AE的第38引脚LED2与RJ45接口的第10引脚LEDG-相 连；DM9000AE的第39引脚LEDl与RJ45接口的第11引脚LEDY-相连；RJ45接口的第9引 脚LEDG+、第12引脚LEDY+接3. 3V电源；RJ45接口的第8引脚CHS_GND接地。本实用新型的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关具有以下优点1.本实用新型，通过符合IEEE802. 15协议蓝牙网络控制模块BF10、符合 IEEE802. 15. 4协议的ZigBee网络芯片CC2530和符合TCP/IP协议的因特网芯片DM9000AE， 分别接入蓝牙网络、ZigBee网络和因特网，提供蓝牙、ZigBee、因特网三种异构网络之间的 互连，具有抗干扰能力强、功耗低、成本低廉和体积小巧的特点，可为无线传感器网络提供 多种网络接入方案，实现异构网络之间监测数据的共享和传输，具有广阔的市场前景。2.本实用新型的网关采用蓝牙无线射频收发单元，实现移动通信终端设备与无线 传感器网络之间的通信，可为无线传感器网络提供多种接入设备，从而使数据传输变得更 为迅速、高效且灵活。3.本实用新型利用ZigBee的响应速度来弥补蓝牙设备之间建立连接需花费较长 时间的缺陷，进而扩展蓝牙技术的应用范围。4.本实用新型的网关以一片低功耗、资源丰富的ARMll嵌入式处理器为核心，以 及少量外围电路即可构成完整的控制系统，充分利用了嵌入式处理器内部资源，使系统硬、 软件设计达到了最小化。
图1是本实用新型的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关的硬件系统 构成图。图2是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与蓝牙无线射频收发单元的连 接电路图。图3是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与ZigBee无线射频收发单元 的连接电路图。图4是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与因特网接口控制单元的连接 电路图。图5是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与触摸屏接口控制单元的连接 电路图。[0020]图6是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与按键接口控制单元的连接电 路图。图7是本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元外扩的USB接口和SD卡接口 控制单元。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步详细说明图1显示本实用新型的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关的硬件系 统构成，由蓝牙无线射频收发单元10、ZigBee无线射频收发单元11、因特网接口控制单元 12、ARMll嵌入式处理器控制单元13、触摸屏接口控制单元15、按键接口控制单元14、USB 接口和SD卡接口控制单元16组成。其中蓝牙无线射频收发单元10、ZigBee无线射频收发 单元11、因特网接口控制单元12、触摸屏接口控制单元15、USB接口和SD卡接口控制单元 16分别与ARMll嵌入式处理器控制单元13双向电连接；按键接口控制单元14与ARMll嵌 入式处理器控制单元13单向电连接。蓝牙无线射频收发单元10采用BFlO模块，ZigBee无 线射频收发单元11采用CC2530芯片，因特网接口控制单元12采用DM9000AE芯片，ARMll 嵌入式处理器控制单元13采用S3C6410芯片，触摸屏接口控制单元15采用AT043TNMV. 1 芯片，USB接口和SD卡接口控制单元16采用S3C6410芯片内部资源进行外部扩展，可外接 带SD接口、USB接口的设备。在工作中，蓝牙与ZigBee网络发送自身网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据 等相关信息，通过串口传输到ARMll嵌入式处理器控制单元进行处理后，由触摸屏接口控 制单元进行显示和接收用户键入的网络管理等命令，或通过因特网接口控制单元接入因特 网发送给远方的用户终端。图2显示本实用新型的蓝牙无线射频收发单元及其与ARMll嵌入式处理器控制单 元的连接电路图，蓝牙无线射频收发单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接。在 工作中，BFlO的第23引脚PIOO用于控制蓝牙的工作模式，当PIOO为高电平时，蓝牙工作在 主机模式；当PIOO为低电平时，蓝牙工作在从机模式。BFlO的第M引脚PIOl用于指示蓝 牙的工作状态，当PIOl输出一串高低电平，则表示蓝牙正在连接；若输出一直为高电平，则 表示连接成功。BFlO的第25引脚PI02、第26引脚PI03、第27引脚PI04、第28引脚PI05 用于设置蓝牙工作的波特率。BFlO的第四到34引脚用于设置蓝牙工作的通道。BFlO的 第11引脚RESETB为复位引脚，在低电平时复位。S3C6410首先设置BFlO的波特率、通道和 工作模式，然后让BFlO重新复制，以使设置参数生效，工作在主机模式的蓝牙模块自动扫 描有相同波特率和通道的从机，一旦扫描到从机，便建立连接，连接成功后，主从模块两端 即可进行全双工通信。S3C6410通过串口把ZigBee网络采集的数据发送给蓝牙模块，蓝牙 模块将该数据以无线方式发送到移动用户终端；或蓝牙模块接收移动用户终端发送的数据 后，通过串口把数据传输给S3C6410进行相关处理。图3显示本实用新型的ZigBee无线射频收发单元及其与ARMll嵌入式处理器控 制单元的连接电路图，ZigBee无线射频收发单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连 接。ZigBee无线射频收发单元的核心部件是CC2530，它是基于IEEE802. 15. 4协议和ZigBee 协议应用的片上系统芯片，CC2530集成了业界领先的RF收发器和增强工业标准的8051MCU内核，能够以极低的成本完成功能强大的无线传感器网络节点设计。在工作中，无线射频收 发单元对节点采集的数据进行存储、压缩和打包，并形成完整的帧格式数据包，且以无线方 式发送；或者接收ZigBee网络中协调器的数据包，通过串口传输给ARMll嵌入式处理器控 制单元以供进一步处理。图4显示本实用新型的因特网接口控制单元及其与ARMll嵌入式处理器控制单元 的连接电路图，因特网接口控制单元与ARMl 1嵌入式处理器控制单元单向电连接。该图主 要绘示数据信号引脚和控制信号引脚的连接关系，其中dataW: 15]为数据信号引脚，INT、 CMD、I0R#、I0W#、CS#、PWRST#为控制信号引脚。INT为中断信号引脚，当DM9000AE从网络 中接收到数据时，通过INT引脚产生一个中断信号，通知微处理器接收数据；CMD为地址、数 据选择引脚，当CMD引脚为低电平时，data[0:15]传输的是地址信号，当CMD为高电平时， data[0:15]传输的是数据信号；I0R#引脚为读选择，当I0R#为低电平时对DM9000AE执行 读取操作，当1( #为高电平时无效；101#引脚为写选择，当I0W#为低电平时对DM9000AE执 行写入操作，当I0W#为高电平时无效；CS#引脚为片选信号，低电平有效；PWRST#为上电复 位引脚，当PWRST#产生20ms的低电平时，DM9000AE复位。图4中，因特网控制器单元工作原理为当DM9000AE接收到一个数据包通过CRC 校验之后存入RX FIFO，在INT引脚上产生一个中断信号，在每一个接收到的数据包前面都 有一个4字节的头，可以用MRCMDX和MRCMD寄存器来读取接收到的数据包的信息，其中第 一个字节是接收数据标志，通过读取这一位来判断是否有数据到达，如果这一位是0x01则 表示有数据被接收且保存到RX SRAM中，这时候可以将数据读出并进行处理；如果这一位 是0x00，表示没有接收到数据；如果既不是0x01又不是0x00则认为有异常发生，这时就要 将DM9000AE芯片重启以使芯片恢复到正常状态。第二个字节是状态信息，这个字节是接收 数据包的状态字，其中的内容与接收状态寄存器RSR中的内容相同。可以用来判断所接收 的数据包是否正常，或发生了何种异常，这样就可以针对不同的异常进行不同的操作，实现 对接收任务的控制。第3字节、第4字节存有接收到的数据包的长度，在读取数据包的时候 要用这个长度来进行控制。这四个字节的包头是DM9000AE在接收数据的时候添加的信息， 不属于数据包的内容。从第5个字节开始的数据才是真正的数据包的内容，其长度在第3、 4字节中定义。当发送一包数据时，先检查DM9000AE的工作模式，然后把要发送的数据写入 TX FIFO SRAM，然后把要发送数据长度的高字节写入MDRAH寄存器，把要发送数据长度的低 字节写入MDRAL寄存器，最后设置传送标志，将TCR寄存器的第0位置设置为1，DM9000AE 就会将存入发送数据缓冲区的数据发送出去。图5显示本实用新型的触摸屏接口控制单元及其与ARMll嵌入式处理器控制单元 的连接电路图，触摸屏接口控制单元与ARMll嵌入式处理器控制单元双向电连接。触摸屏 接口控制单元采用 LCD 芯片 AT043TN24V. LS3C6410 的 AD19 引脚 X_EINTll/GPmi、AA25 引 脚 X_LCD_HSYNC/GPJ8、W22 引脚 X_LCD_VSYNC/GPJ9、AA24 引脚 X_LCD_VDEN/GPJ10、V19 引 脚 X_LCD_VCLK/GPJ11、AE3 引脚 X_ADC_AIN4、AD4 引脚 X_ADC_AIN5、AE4 引脚 X_ADC_AIN6、 AC3引脚X_ADC_AIN7分别与LCD的第31引脚DISP、第32引脚HSYNC、第33引脚VSYNC、第 34引脚DE、第30引脚PCLK、第37引脚XI、第38引脚Y1、第39引脚X2、第40引脚Y2相连； S3C6410 的 AE21 引脚 X_VD0/GPI0、W14 引脚 X_VD1/GPI1、AE22 引脚 X_VD2/GPI2、V13 引脚 X_VD3/GPI3、AD21 引脚 X_VD4/GPI4、AB20 引脚 X_VD5/GPI5、W15 引脚 X_VD6/GPI6、AE23 引脚 X_VD7/GPI7、V14 引脚 X_VD8/GPI8、AC21 引脚 X_VD9/GPI9、AC22 引脚 X_VD10/GP110、W16 引脚 X_VD11/GPI11、V15 引脚 X_VD12/GPI12、AD23 引脚 X_VD13/GPI13、W17 引脚 X_VD14/ GPI14、AC24 引脚 X_VD15/GPI15、V16 引脚 X_VD16/GPJ0、ADM 引脚 X_VD17/GPJ1、Y22 引脚 X_VD18/GPJ2、AC25 引脚 X_VD19/GPJ3、AB25 引脚 X_VD20/GPJ4、AB24 引脚 X_VD21/GPJ5、W18 引脚X_VD22/GPJ6、AB23引脚X_VD23/GPJ7分别与LCD的第5引脚R0、第6引脚Rl、第7引 脚R2、第8引脚R3、第9引脚R4、第10引脚R5、第11引脚R6、第12引脚R7、第13引脚GO、 第14引脚G1、第15引脚G2、第16引脚G3、第17引脚G4、第18引脚G5、第19引脚G6、第 20引脚G7、第21引脚B0、第22引脚Bi、第23引脚B2、第24引脚B3、第25引脚B4、第26 引脚B5、第27引脚B6、第28引脚B7相连；LCD的第36引脚GND、第3引脚GND、第29引脚 GND均接地；IXD的第35引脚NC悬空；IXD的第1引脚VLED-通过电阻Rl接地，第2引脚 VLED+通过电容Cl接地；芯片TO1518的第3引脚FB接LCD的第1引脚VLED- ；YB1518的 第1引脚SW接电感Ll和肖特基二极管Dl的正端，肖特基二极管Dl的负端接LCD的第2 引脚VLED+ ；YB5158的第5引脚VIN接电感L1、5V电源、电容C3、电容C2，电容C3和C2接 地JB5158的第2引脚GND接地JB5158的第4引脚CTRL接电阻R2和R3，电阻R3接5V 电源，电阻R2与S3C6410的D23引脚X_PwmT0UTl/GPF15相连。其工作原理为IXD将点阵像素分为红、绿、蓝3个子像素，每个子像素占8个位， 分别对应IXD的RW 7]、G W 7]、B W 7]引脚。显示一幅图像时，首先在IXD的VSYNC弓丨 脚上产生一个高电平，表示一帧扫描的开始，接着在IXD的HSYNC引脚上产生一个高电平， 表示一行扫描的开始，这时如果LCD的DE引脚为高电平，则在LCD的时钟信号PCLK的每个 上升沿，数据VDW:23]就写入对应的像素点，以后每个点都这样逐行逐个的扫描下去。IXD 的XI、Yl、X2、Y2引脚为触摸引脚，AT043TN24V. 1带一个4线电阻的触摸屏，当有外表压力 作用在触摸屏上的某一点时，触摸屏的一个导电层接通X方向电源，在另一个导电层就可 以检测到这个电压，对取得的电压信号进行A/D转换，将得到的电压值与所加电源电压的 大小进行比较就可以得到触摸点的X方向的坐标，可同理算出Y方向的坐标。图6显示本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元与按键接口控制单元的连接 电路图，ARMll嵌入式处理器控制单元与按键接口控制单元单向电连接。S3C6410的AE17 引脚X_EINT0/KpR0W0/GPN0接电阻Rl和按键Kl的第1、第2引脚，按键Kl的第3、第4引 脚接地，电阻Rl接3. 3V电源；S3C6410的VlO引脚X_EINTl/KpROWl/GPm接电阻R2和按键 K2的第1、第2引脚，按键K2的第3、第4引脚接地，电阻R2接3. 3V电源；S3C6410的AD17 弓丨脚X_EINT2/KpR0W2/GPN2接电阻R3和按键K3的第1、第2引脚，按键K3的第3、第4引脚 接地，电阻R3接3. 3V电源；S3C6410的AB17引脚X_EINT3/KpR0W3/GPN3接电阻R4和按键 K4的第1、第2引脚，按键K4的第3、第4引脚接地，电阻R4接3. 3V电源；S3C6410的AE18 引脚X_EINT4/KpR0W4/GPN4接电阻R5和按键K5的第1、第2引脚，按键K5的第3、第4引 脚接地，电阻R5接3. 3V电源；S3C6410的AC18引脚X_EINT5/KpR0W5/GPN5接电阻R6和按 键K6的第1、第2引脚，按键K6的第3、第4引脚接地，电阻R6接3. 3V电源。按键的工作原理为每个按键都跟S3C6410的一个外部中断引脚连接，在未按下 按键时，引脚上信号为高电平；在按下按键时，引脚上产生一个低电平，S3C6410就会产生 一个中断信号，通过中断方式调用对应的按键中断服务子程序，完成按键指定的功能。图7显示本实用新型的ARMll嵌入式处理器控制单元外扩的USB接口和SD卡接口控制单元连接电路图，可外接带SD接口、USB接口的设备，如U盘、SD卡等。如通过SD卡 可实现本网关的操作系统装载。S3C6410 的 A17 引脚 X_MmcCDNO/MmcCDN1/GPG6 与电阻 R8、SD 接 口的第 11 引脚 nCD 相连，电阻 R8 接 3. 3V 电源；S3C6410 的 N17 引脚 Xhi_DATA16/EINT21/GPL13 与电阻 R7、SD 接口的第10引脚WP相连，电阻R7接3. 3V电源；S3C6410的H13引脚X_MmcDATA0_l/GPG3 与电阻R6、SD接口的第8引脚DATl相连，电阻R6接3. 3V电源；S3C6410的B18引脚X_ MmcDATA0_0/ADDR_CF2/GPG2与电阻R5、SD接口的第7引脚DATO相连，电阻R5接3. 3V电 源；S3C6410 的 A18 引脚 X_MmcCLK0/ADDR_CF0/GPG0 与电阻 R4、SD 接口 的第 5 引脚 CLK 相 连，电阻 R4 接 3. 3V 电源；S3C6410 的 G13 引脚 X_MmcCMDO/ADDR_CF 1 /GPG1 与电阻 R3、SD 接 口的第2引脚CMD相连，电阻R3接3. 3V电源；S3C6410的G12引脚X_MmcDATA0_3/GPG5与 电阻R2、SD接口的第1引脚CD/DAT3相连，电阻R2接3. 3V电源；S3C6410的C18引脚X_ MmcDATA0_2/GPG4与电阻Rl、SD接口的第9引脚DAT2相连，电阻Rl接3. 3V电源；SD接口 的第6引脚VSS2、第3引脚VSSl、第12引脚VSS3、第13引脚VSS4接地；SD接口的第4引 脚VDD接3. 3V电源和电容C2，电容C2接地。S3C6410的P22引脚X_UsbDN接电阻R9和USB接口的第2引脚D-，电阻R9接地； S3C6410的N22引脚X_UsbDP与电阻RlO和USB接口的第3引脚D+相连，电阻RlO接地； USB接口的第4引脚GND、第5引脚NC、第6引脚NC、第7引脚NC、第8引脚NC接地；USB的 第1引脚VBUS接电感Li，电感Ll接5V电源和电容Cl，电容Cl接地。在整个网关系统中，首先移植一个Linux操作系统以及网卡驱动，蓝牙与ZigBee 网络发送自身网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据等相关信息，通过串口传输到ARMll 嵌入式处理器控制单元进行处理后，由触摸屏接口控制单元进行显示和接收用户键入的网 络管理等命令，或通过因特网接口控制单元接入因特网发送给远方的用户终端，整个系统 的硬、软件结构分为三层，最底层的是由蓝牙无线通信模块、ZigBee无线通信模块、因特网 控制器、ARMl 1处理器、IXD、按键、USB接口和SD接口组成的硬件；中间层是由Linux操作系 统和硬件驱动程序构成，硬件驱动程序包括蓝牙模块驱动、ZigBee模块驱动、网卡驱动、串 口驱动、IXD驱动、按键驱动、USB驱动、SD驱动等，通过Linux操作系统能很好的实现整个 系统硬件资源和软件资源的管理，以及各个任务的调度；通过网卡、串口等硬件驱动，给上 层应用程序提供操作底层各个硬件的接口，使上层应用程序做到硬件无关性；最上层的是 应用层，包括对网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据等相关信息处理，数据的显示，接收 用户键入的命令，以及通过因特网接口控制单元利用TCP/IP协议实现数据的转发程序等。
权利要求1.一种基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，其特征在于由蓝牙无线射 频收发单元(10)、ZigBee无线射频收发单元(11)、因特网接口控制单元(12)、ARMll嵌入 式处理器控制单元(13)、按键接口控制单元(14)、触摸屏接口控制单元(M)、USB接口和SD 卡接口控制单元(16)组成；其中蓝牙无线射频收发单元、ZigBee无线射频收发单元、因特 网接口控制单元、触摸屏接口控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元分别与ARMll嵌入 式处理器控制单元双向电连接；按键接口控制单元与ARMll嵌入式处理器控制单元单向电 连接。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，其特征在 于蓝牙无线射频收发单元采用BFlO模块，ZigBee无线射频收发单元采用CC2530芯片，因 特网接口控制单元采用DM9000AE芯片，ARMll嵌入式处理器控制单元采用S3C6410芯片， 触摸屏接口控制单元采用AT043TN24V. 1芯片。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，其特征在 于:BF10的第1引脚UART_TX、第2引脚UART_RX、第23引脚ΡΙ00、第24引脚PIOl、第25 引脚PI02、第26引脚PI03、第27引脚PI04、第28引脚PI05、第29引脚PI06、第30引脚 PI07、第31引脚PI08、第32引脚PI09、第33引脚PI010、第34引脚PIOll分别与S3C6410 的 J15 引脚 X_uRXDl、B22 引脚 X_uT)(Dl、T25 引脚 GPK0、T22 引脚 GPK1、T24 引脚 GPK2、T23 引脚 GPK3、R23 引脚 GPK4、R22 引脚 GPK5、R24 引脚 GPK6、R25 引脚 GPK7、P25 引脚 GPK8、 P19引脚GPK9、P23引脚GPK10、P18引脚GPKll相连；BFlO的第12引脚VCC接3. 3V电源 和电容C2，电容C2接地；BFlO的第11引脚RESETB接电阻Rl、电容Cl、S3C6410的N25引 脚GPK12，电阻Rl接3. 3V电源，电容Cl接地；BFlO的第13引脚GND接地。
4.根据权利要求2所述的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，其特征在 于:S3C6410的B21引脚X_uTXD3与CC2530的第17引脚RX相连；S3C6410的J14引脚X_ uRXD3与CC2530的第16引脚TX相连；CC2530的第10引脚DVDD、第39引脚AVDD_DREG、第 21引脚AVDD5/AVDD_S0C、第31引脚AVDD_GUARD接3. 3V电源，并分别通过电容C1、C4、C2、 C3接地；CC2530的第1引脚DGND_USB、第2引脚USB_M、第3引脚USB_P、第4引脚DVDD_ USB均接地；CC2530的第20引脚RESET_N接电阻Rl和电容C5，电阻Rl接3. 3V电源，电容 C5接地；CC2530的第41引脚GND Exposed接地；CC2530的第30引脚RBIAS通过电阻R2 接地；CC2530的第25引脚RF_P通过C7接电感Li、电感L2、电容C11，电感Ll接地；CC2530 的第26引脚RF_N通过电容C8接电感L2、电感L3、电容C12，电容C12接地，电感L3接电容 C9、CIO、Cll,电容C9接地，电容ClO接天线和电容C17，电容C17接地；CC2530的第32引 脚 P2. 4/X0SC32_Q2、第 33 引脚 P2. 3/X0SC32_Ql 分别通过电容 C16、电容 C15 接地；CC2530 的第32引脚P2. 4/X0SC32_Q2、第33引脚P2. 3/X0SC32_Ql通过晶振Y2相连；CC2530的第 22引脚X0SC_Q1、第23引脚X0SC_Q2分别通过电容C14、电容C13接地，CC2530的第22引 脚X0SC_Q1、第23引脚X0SC_Q2通过晶振Yl相连，CC2530的第40引脚DCOUPL通过电容C6 接地。
5.根据权利要求2所述的基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，其特征在 于:S3C6410 的 AC19 引脚 X_EINT7 接 DM9000AE 的第 34 引脚 INT ；S3C6410 的 Dl 引脚 Xm0_ ADDR2 接 DM9000AE 的第 32 引脚 CMD ；S3C6410 的 L4 引脚 Xm0_0En 接 DM9000AE 的；35 引脚 I0R# ；S3C6410 的 J2 引脚 XmOJVEn 接 DM9000AE 的第 36 引脚 I0ff# ；S3C6410 的 R3 引脚 Xm0_CSnl 接 DM9000AE 的 37 引脚 CS# ；S3C6410 的 AD16 引脚 X_nRST0UT 接 DM9000AE 的 40 引脚 PWRST# ；S3C6410 的 N2 弓丨脚 Xm0_DATA0、Nl 弓丨脚 XmO_DATAl、M7 弓丨脚 XmO_DATA2、N3 弓丨脚 Xm0_ DATA3、M8 弓丨脚 XmO_DATA4、P2 弓丨脚 XmO_DATA5、N4 弓丨脚 XmO_DATA6、P3 弓丨脚 XmO_DATA7、M2 弓 I 脚 XmO_DATA8、M4 引脚 XmO_DATA9、L7 引脚 XmO_DATA 10、M3 引脚 XmO_DATA 11、L8 引脚)(m0_ DATA12、L2 引脚 XmO_DATA13、K4 引脚 XmO_DATA14、Kl 引脚 XmO_DATA15 分别与 DM9000AE 的 第18引脚SD0、第17引脚SDUH 16引脚SD2、第14引脚SD3、第13引脚SD4、第12引脚 SD5、第11引脚SD6、第10引脚SD7、第31引脚SD8、第29引脚SD9、第28引脚SD10、第27引 脚SD11、第26引脚SD12、第25引脚SD13、第24引脚SD14、第22引脚SD15相连；DM9000AE 的第43引脚X2、第41引脚Xl分别通过电容Cl、C2接地；DM9000AE的第43引脚X2、第41 引脚Xl通过晶振Yl相连；DM9000AE的第8引脚TX-与电阻Rl和RJ45接口的第2引脚 TD-相连；DM9000AE的第7引脚TX+与电阻R2和RJ45接口的第1引脚TD+相连；DM9000AE 的第4引脚RX-与电阻R3和RJ45接口的第6引脚RX-相连；DM9000AE的第3引脚RX+与 电阻R4和RJ45接口的第3引脚RX+相连；电阻Rl及电阻R2与电容C3相连，电阻R3及电 阻R4与电容C4相连，电容C3、C4接地；DM9000AE的第38引脚LED2与RJ45接口的第10引 脚LEDG-相连；DM9000AE的第39引脚LEDl与RJ45接口的第11引脚LEDY-相连；RJ45接 口的第9引脚LEDG+、第12引脚LEDY+接3. 3V电源；RJ45接口的第8引脚CHS_GND接地。
专利摘要本实用新型公开一种基于蓝牙、ZigBee与因特网的异构网络互连网关，由蓝牙无线射频收发单元、ZigBee无线射频收发单元、因特网接口控制单元、ARM11嵌入式处理器控制单元、按键接口控制单元、触摸屏接口控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元组成。其中蓝牙无线射频收发单元、ZigBee无线射频收发单元、因特网接口控制单元、触摸屏接口控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元分别与ARM11嵌入式处理器控制单元双向电连接；按键接口控制单元与ARM11嵌入式处理器控制单元单向电连接。本实用新型的网络网关实现蓝牙、ZigBee网络、因特网三种异构网络之间的互连，为无线传感器网络提供多种网络接入方案，实现异构网络间监测数据的共享和传输。
文档编号H04W88/16GK201869374SQ201020623200
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘经龙, 彭岳其, 李明明, 沈耀东, 王典洪, 王勇, 肖万源, 陈分雄, 韩家宝 申请人:中国地质大学(武汉)