无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及其实现方法_2

文档序号:9528263阅读:来源:国知局
,通过检索地址数据库,就可以获得无线网络所对应的服务器的互联网地址。
[0019]聚合路由装置具有加入多个无线传感器网络的能力,一个无线传感器网络可以包括多个无线传感器网络节点,各个无线传感器网络节点使用相同或不同的无线通讯协议,聚合路由装置加入到各个无线传感器网络后,各个传感器网络之间的信息仍然是相互独立,相互不可见的。分配给某一汇聚节点的IP地址,只有对应该汇聚节点的无线传感器网络节点可以识别,对于其他无线传感器网络或者同一无线传感器网络的其他网络节点是不可见的,无线传感器网络节点通过相应的汇聚节点实现该网络节点与相应的远程服务器之间的通信。
[0020]如图3所示,本发明还涉及一种无线传感器网络汇聚路由系统,包括:
至少一无线传感器网络,每一无线传感器网络包括至少一无线传感器网络节点1 ;所述无线传感器网络为蓝牙网络和/或ZigBee网络,也可以为其他无线通讯网络;
一聚合路由装置2,包括至少一汇聚节点(图未示),每一汇聚节点(图未示)对应一无线传感器网络节点1,每一汇聚节点无线连接至与其相应的无线传感器网络节点1 ;以及至少一服务器3,每一服务器3对应一无线传感器网络节点1,所有服务器皆通过一远程通信网络4连接至聚合路由装置2。
[0021]如图4所示,无线传感器网络节点1包括至少一无线传感器11、一数据处理模块12、一无线通讯模块13以及一能量供应模块14,无线传感器11、无线通讯模块13分别连接至数据处理模块12,无线传感器11、数据处理模块12、无线通讯模块13分别连接至能量供应模块14。无线传感器11用于采集数据,数据处理模块12用于处理数据,无线通讯模块13用于无线通信、实现数据交换,能量供应模块14用于为节点1内的其他模块供电。
[0022]如图5所示,聚合路由装置2包括一 IP服务功能模块5,IP服务功能模块5包括: 一 IP分配模块21,用于为每个汇聚节点分配一个IP地址;
一服务器地址检索模块22,用于从地址数据库检索每一服务器的互联网地址,所述地址数据库包括至少一服务器名称、服务器编号、对应每一服务器的地址以及其他服务器信息;地址数据库存储在汇聚路由装置2内部或远程网络上;以及
一 TCP/IP连接建立模块23,用于在对应同一无线传感器网络节点1的汇聚节点与服务器3之间建立TCP/IP连接。
[0023]如图6所示,聚合路由装置2包括:
至少一节点模块210,每一节点模块210对应一无线传感器网络节点1,每一节点模块连接至一相应的无线传感器网络节点1,用于获取该无线传感器网络节点1的节点数据,所述节点数据是指所述无线传感器网络节点的传感器直接获取的数据,所述节点数据格式符合该无线传感器网络的无线通信协议;节点模块211用于建立与无线传感器网络其他节点之间的通信连接;
至少一封包模块220,每一封包模块对应一无线传感器网络节点1,每一封包模块220连接至一相应的节点模块210,用于将所述节点数据封装成符合TCP/IP协议的节点数据包并转发至一路由模块230 ;封包模块212在无线传感器网络和TCP/IP网络之间转发数据;一路由模块230,连接至至少一封包模块220,用以实现TCP/IP路由协议,用于通过一远程通信网络4转发由一封包模块220封装后的节点数据包至一服务器3,服务器3与封包模块220对应同一无线传感器网络;
其中,对应同一无线传感器网络的一节点模块210、一封包模块220及路由模块200构成一汇聚节点。
[0024]路由模块230通过远程通信网络4从一服务器3接收符合TCP/IP协议的数据包并转发至一封包模块220,封包模块220与服务器3对应同一无线传感器网络节点1,所述符合TCP/IP协议的数据包包括一服务器发送给一无线传感器网络节点的控制指令;封包模块220将符合TCP/IP协议的数据包解封装并转发至一相应的节点模块210,节点模块210与封包模块220对应同一无线传感器网络节点1,解封装后的数据格式符合对应封包模块220的无线传感器网络的无线通信协议;其中,符合TCP/IP协议的数据包是指符合互联网络协议(TCP协议)标准的IP数据格式的数据包。
[0025]如图7所示,本发明还涉及一种无线传感器网络汇聚路由系统的实现方法,包括如下步骤:
5101)节点模块210获取一无线传感器网络节点的节点数据,所述节点数据是指所述无线传感器网络节点的传感器直接获取的数据,所述节点数据格式符合该无线传感器网络的无线通信协议;
5102)封包模块220将所述节点数据封装成符合TCP/IP协议的节点数据包并转发至一路由模块230;以及
5103)路由模块230通过一远程通信网络转发封装后的节点数据包至一服务器3,服务器3与封包模块对应同一无线传感器网络节点。
[0026]如图8所示,所述的无线传感器网络汇聚路由系统的实现方法,还包括如下步骤: S201)路由模块230通过远程通信网络4从一服务器3接收符合TCP/IP协议的数据包;所述数据包包括该服务器3发送给与一节点模块210相对应无线传感器网络节点1的fe制指令。
[0027]S202)路由模块230转发所述数据包至一封包模块220,封包模块220与服务器3对应同一无线传感器网络节点1 ;以及
S203)封包模块220将所述数据包解封装为控制指令并转发至一节点模块210,该节点模块与所述封包模块对应同一无线传感器网络节点,解封装后的控制指令的数据格式符合所述无线传感器网络的无线通信协议。节点模块210将获得的控制指令数据发布到网络节点1所在的无线传感器网络中。
[0028]步骤S101)- S103)与步骤S201)- S203)是两个独立进行的过程,并无先后关系。
[0029]如图9所示为本发明的一个优选实施例,图9所示为一种无线传感器网络汇聚路由系统,包括两个无线传感器网络、一聚合路由装置以及三个服务器。两个无线传感器网络包括一个蓝牙网络10和一个Zigbee网络20 ;每一传感器网络包括至少一无线传感器网络节点,蓝牙网络10具有两个无线传感器节点101、102 ;Zigbee网络20具有一个无线传感器网络节点103。
[0030]聚合路由装置包括三个汇聚节点201、202、203,汇聚节点201连接至无线传感器节点101,汇聚节点202连接至无线传感器节点102,汇聚节点203连接至无线传感器节点103。本实施例中设有三个服务器301、302、303,服务器301对应无线传感器网络节点101,服务器302对应无线传感器网络节点102,服务器302对应无线传感器网络节点103,所有服务器皆通过一远程通信网络4连接至聚合路由装置2。聚合路由装置2包括三个节点模块211、212、213,三个封包模块221、222、223,以及一路由模块200。
[0031]其中,对应同一无线传感器网络节点101的节点模块211、封包模块221及路由模块200构成一汇聚节点201,对应同一无线传感器网络节点102的节点模块212、封包模块222及路由模块200构成一汇聚节点202,对应同一无线传感器网络节点103的节点模块213、封包模块223及路由模块200构成一汇聚节点203。
[0032]在本发明的实施例中,所述无线传感器网络汇聚路由方法,包括如下步骤:
51001)部署两个无线传感器网络,包括一个蓝牙网络和一个Zigbee网络;蓝牙网络具有两个无线传感器网络节点101、102,Zigbee网络具有一个无线传感器网络节点103 ;
51002)设置一聚合路由装置,在聚合路由装置2中设置三个汇聚节点201、202、203,每一汇聚节点对应一无线传感器网络节点,每一汇聚节点无线连接至与其相应的无线传感器网络节点;以及
51003)设置三个服务器301、302、303,每一服务器对应一无线传感器网络节点,所有服务器皆通过一远程通信网络4连接至聚合路由装置2。
[0033]在本发明的实施例中,设置一聚合路由装置,包括设置其IP服务功能的步骤,具体包括如下步骤:
510021)为三个汇聚节点分配一个IP地址;为无线传感器ZigBee网络的汇聚节点分配一个内部IP地址abc,为无线传感器蓝牙网络的两个汇聚节点分别分配一个内部IP地址def>ghi ;
510022)从地址数据库检索三个服务器的互联网地址;获得无线传感器ZigBee网络所对应的远程服务器的互联网地址(网址)xyz ;获得无线传感器蓝牙网络所对应的两个远程服务器的互联网地址(网址)uvw、rst ;
510023)在对应同一无线传感器网络节点的汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接,实现数据交换。
[0034]无线传感器ZigBee网络的汇聚节点分配的内部IP地址为abc ;无线传感器ZigBee网络所对应的远程服务器的互联网地址(网址)为xyz ;这样,地址为abc的汇聚节点与互联网地址为xyz的远程服务器即为对应关系,可以在二者之间建立TCP/IP连接。同理,对应无线传感器蓝牙网络的两个汇聚节点的内部IP地址为def、ghi,对应无线传感器蓝牙网络的两个远程服务器的互联网地址(网址)为uw、rst,可以在地址为def的汇聚节
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