多網絡融合網關接入外部基礎設施網絡的實現
發布時間:2012/4/11 19:53:14 訪問次數:1528
WSN網關設計的一個關鍵功能就是 70HF120實現與Internet的互聯。實現WSN通信協議與當前互聯網傳輸控制協議/網間協議( TCP/IP)的轉換。WSN網絡與Internet互聯通常采用如下3種方式進行。
①在WSN與TCP/IP網絡之間設置一個服務代理,代理既可以與WSN網絡節點通信,也可以在TCP/IP網絡上的主機進行通信。本書設計的網關正是充當此代理的作用。
②在WSN與TCP/IP網絡之間采用一種時延自適應網(DTN)結構,能可靠地運行在異常惡劣的環境中。
③由于WSN的網絡特性,從節點省能及容量有限的角度,WSN可以運行簡化的TCP/IP內核。事實證明,此種方式同樣行之有效,當然需要解決許多挑戰性問題。實際的網關設計可以分別基于上述3種結構或者采用3種方式中的結合。本書通過加載無線網卡模塊,以無線的方式接入外部網絡。這需要為網關設備的嵌入式Linux系統加載無線模塊內核,并移植無線網卡驅動到嵌入式Linux系統中。具體步驟如下。
①修改Wireless_tools.29.tar.gz工具包的Makefile文件,使其編譯時采用交叉編譯,生成適合嵌入式網關設備的文件。
②順序執行make、make install命令,進行編譯及安裝。
③用網線將網夫設備與PC機連接起來,用mount命令將PC Linux系統掛載到網關Linux系統下,并將wireless/sbin目錄及wireless/lib目錄下的內容分別復制到網關Linux系統下的/sbin和/lib目錄。
④下載最新版本的無線網卡驅動,修改其makefile文件,使其編譯時采用交叉編譯,生成適合嵌入式網關設備的文件。
⑤在嵌入式Linux系統中,在/etc目錄下新建目錄Wireless/RT73STA。
⑥執行make all指令,將生成的rt73.ko、rt73.bin、rt73sta.dat文件復制到Wireless/RT73 STA目錄下。
⑦在網關設備終端下執行dos2unix/etc/Wireless/RT73 STA/rt73 sta.dat命令,實現格式轉換。
⑧執行insmod命令加載rt73.ko,再用ifconfig、iwconfig等命令設置網關IP地址等內容。
網關節點設備通過ZigBee射頻獲取來自無線傳感器網絡內的多元化采集信息(包括一般環境傳感信息、多媒體傳感信息等),并逐漸通過自下而上各協議層次的規范化數據解析。網關系統軟件與支撐軟件根據其接入網絡或服務對象的北務與數據需求,并根據傳感數據的自身特性,開展處理、分析、融合與提取,得到滿足條件的多類型傳感信息,并提供給建立于系統軟件之上的TCP/IP協議體系,作為其初始業務源。網關節點將按照該協議的規范與標準,完成業務類型確定、數據格式轉換、數據幀封裝等一系列操作,由無線網卡模塊實現最終的接入功能。
嵌入式網關系統軟件部分由3個模塊組成:利用Z-Stack協議棧實現ZigBee協調器功能的模塊,實現精簡嵌入式TCP/IP協議的功能模塊,ZigBee報文轉化為無線局域網報文模塊。
在分析控制系統、Z-Stack及TCP/IP協議實現的基礎上,本書提出了網關系統與IEEE802.15.4/ZigBee網絡通信協議層次,網關系統與Internet網絡通信協議層次的應用模型。
WSN網關設計的一個關鍵功能就是 70HF120實現與Internet的互聯。實現WSN通信協議與當前互聯網傳輸控制協議/網間協議( TCP/IP)的轉換。WSN網絡與Internet互聯通常采用如下3種方式進行。
①在WSN與TCP/IP網絡之間設置一個服務代理,代理既可以與WSN網絡節點通信,也可以在TCP/IP網絡上的主機進行通信。本書設計的網關正是充當此代理的作用。
②在WSN與TCP/IP網絡之間采用一種時延自適應網(DTN)結構,能可靠地運行在異常惡劣的環境中。
③由于WSN的網絡特性,從節點省能及容量有限的角度,WSN可以運行簡化的TCP/IP內核。事實證明,此種方式同樣行之有效,當然需要解決許多挑戰性問題。實際的網關設計可以分別基于上述3種結構或者采用3種方式中的結合。本書通過加載無線網卡模塊,以無線的方式接入外部網絡。這需要為網關設備的嵌入式Linux系統加載無線模塊內核,并移植無線網卡驅動到嵌入式Linux系統中。具體步驟如下。
①修改Wireless_tools.29.tar.gz工具包的Makefile文件,使其編譯時采用交叉編譯,生成適合嵌入式網關設備的文件。
②順序執行make、make install命令,進行編譯及安裝。
③用網線將網夫設備與PC機連接起來,用mount命令將PC Linux系統掛載到網關Linux系統下,并將wireless/sbin目錄及wireless/lib目錄下的內容分別復制到網關Linux系統下的/sbin和/lib目錄。
④下載最新版本的無線網卡驅動,修改其makefile文件,使其編譯時采用交叉編譯,生成適合嵌入式網關設備的文件。
⑤在嵌入式Linux系統中,在/etc目錄下新建目錄Wireless/RT73STA。
⑥執行make all指令,將生成的rt73.ko、rt73.bin、rt73sta.dat文件復制到Wireless/RT73 STA目錄下。
⑦在網關設備終端下執行dos2unix/etc/Wireless/RT73 STA/rt73 sta.dat命令,實現格式轉換。
⑧執行insmod命令加載rt73.ko,再用ifconfig、iwconfig等命令設置網關IP地址等內容。
網關節點設備通過ZigBee射頻獲取來自無線傳感器網絡內的多元化采集信息(包括一般環境傳感信息、多媒體傳感信息等),并逐漸通過自下而上各協議層次的規范化數據解析。網關系統軟件與支撐軟件根據其接入網絡或服務對象的北務與數據需求,并根據傳感數據的自身特性,開展處理、分析、融合與提取,得到滿足條件的多類型傳感信息,并提供給建立于系統軟件之上的TCP/IP協議體系,作為其初始業務源。網關節點將按照該協議的規范與標準,完成業務類型確定、數據格式轉換、數據幀封裝等一系列操作,由無線網卡模塊實現最終的接入功能。
嵌入式網關系統軟件部分由3個模塊組成:利用Z-Stack協議棧實現ZigBee協調器功能的模塊,實現精簡嵌入式TCP/IP協議的功能模塊,ZigBee報文轉化為無線局域網報文模塊。
在分析控制系統、Z-Stack及TCP/IP協議實現的基礎上,本書提出了網關系統與IEEE802.15.4/ZigBee網絡通信協議層次,網關系統與Internet網絡通信協議層次的應用模型。
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