[發明專利]無線多媒體傳感器網絡與無線局域網因特網的互聯方法

無效

• 申請號: 200910033224.1
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101605386A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 王汝傳;陳庭德;孫力娟;黃海平;沙超;金逸超;肖甫;魏燁嘉;黃俊杰;操天明;唐晨
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W84/12;H04W84/18;H04W88/10;H04W88/16;H04W92/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

1.一種無線多媒體傳感器網絡與無線局域網因特網的互聯方法，其特征在于無線網關節點包括處理器模塊、無線多媒體傳感器網絡ZigBee通信模塊、無線局域網802.11g通信模塊、存儲器模塊和供電模塊；網關節點放置于距離無線多媒體傳感器網絡中匯聚節點100米范圍內，通過無線多媒體傳感器網絡ZigBee通信模塊接收由無線多媒體傳感器網絡發來的數據，放入存儲器模塊，然后由處理器模塊進行協議的轉換，最后通過無線局域網802.11g通信模塊發出；而網關節點放置于距離無線局域網無線接入點200米的范圍內，通過無線局域網802.11g通信模塊發送存儲器中經過協議轉換后的數據，由無線局域網無線接入點轉發至因特網上。

2.根據權利要求1所述的無線多媒體傳感器網絡與無線局域網因特網的互聯方法，其特征在于該無線多媒體傳感器網絡與無線局域網的連接方法如下：

步驟1)明確節點的主要功能：網關節點的主要功能是接收由無線多媒體傳感器網絡中匯聚節點發來的數據，進行協議轉換，然后發送到無線局域網的無線接入點，網關節點要求具有系統高可靠性和高集成度，較好的實時分析與處理能力，數據傳輸精確性；

步驟2)節點基本架構設計：網關節點的基本架構分為三層，自底向上為：硬件平臺層、嵌入式系統內核及應用程序層；

步驟3)節點模塊劃分：網關節點由五個模塊組成：處理器模塊、存儲器模塊、近距離無線通信模塊、無線局域網接入模塊及供電模塊；

步驟4)處理器模塊設計：網關節點主要連接一個近距離無線通信模塊和一個無線局域網接入模塊，可以選用一個SPI接口連接近距離無線通信模塊，并用以USB接口連接無線局域網接入模塊；

步驟5)通信模塊設計：與無線多媒體傳感器網絡通信的近距離無線通信模塊包括低噪聲放大器、ADC、DAC、功率放大器、控制邏輯、混頻器、濾波電路、分頻器、數字調制解調器、鑒相器、低通濾波器、天線；與無線局域網通信的無線通信模塊包括收發器、功率放大器、內部晶振、頻段開關、多路開關、天線等，在通信芯片與天線之間加一個功率放大器，以此來提高通信質量；

步驟6)存儲器模塊設計：無線多媒體傳感器網絡要傳輸的數據量大，所以要在網關節點上設置一個存儲器模塊，無線多媒體傳感器網絡數據有兩種，一種是普通數據，如溫度、濕度等；一種是多媒體數據如圖像、音頻等；而對于一些特殊數據需進行實時轉發，所以將存儲器模塊分為三個部分：非即時多媒體數據存儲單元、非即時普通數據存儲單元和即時數據存儲單元；

步驟7)供電模塊設計：供電模塊為上述各個模塊提供能源，針對節點的睡眠模式、發送模式、接收模式、省電模式等四種不同的工作模式，提供了相對應的能源供給方式；考慮到網關節點可能離因無線局域網接入點很近，可以用220伏交流電進行供電，因此要為它設計一個交流電供電插口；

步驟8)數據收發模式設計：為節約有限的能量資源，節點在大部分時間處于睡眠模式；當有數據到達時，進入接收模式，接收數據，并將數據放入相應的存儲單元，接收完成后，依次掃描即時數據存儲單元、多媒體數據存儲單元和普通數據存儲單元，若即時數據存儲單元中有數據或多媒體數據存儲單元和普通數據存儲單元中的數據滿足一定數據量，進行數據包格式轉換后發送至無線局域網接入點，發送完成后，節點進入睡眠模式；

步驟9)節點其它外圍器件選取：受到節點體積的約束，其它外圍器件選取盡量小的封裝；同時要給節點設計JTAG接口，用以燒錄程序及在線仿真。其它器件還包括：外部晶振、全向天線；

步驟10)節點功耗管理設計：節點的功耗管理主要包括了系統級功耗管理，軟件代碼級優化，寄存器傳輸優化和后端綜合布線優化；

步驟11)節點可擴展性設計：節點在設計過程中，預留了充分的接口，包括超過40個主控模塊輸入輸出接口，如以太網接口等，以便今后的調用和擴展，便于后續產品的延續開發；

步驟12)節點抗干擾性設計：節點在高頻無線通信部分設計加載濾波電容，在IC上并接高頻電容，采用密集布線以減少高頻噪聲發射；在傳播路徑抑制方面，節點設計出帶有濾波電路的穩定電源，在I/O口與噪聲源之間加以隔離，同時，將干擾源與敏感器件分離；

步驟13)節點系統軟件設計：節點的系統軟件控制所有實時任務協調一致運行，系統根據任務要求，進行資源管理，消息處理，任務調度，異常處理，并分配優先級，系統根據各個任務的優先級，進行動態切換和調度；

步驟14)軟件可靠性設計：節點設計中采用抑制迭加在信號通路上噪聲的數字濾波和減少冗余指令的方法，采用精簡指令系統，當硬件出故障時，軟件能迅速感知并采取相應補救措施，對一些緊急數據或其它特殊數據，可采用密文形式發送。