[發明專利]一種基于云計算的zigbee網關

在審

• 申請號: 201410606112.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104333508A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 喬宏哲;陶國正;虞文武;劉翠梅
• 申請（專利權）人: 常州機電職業技術學院
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及無線傳感網領域，尤其是一種基于云計算的zigbee網關。

背景技術

無線傳感器網絡是指由大量成本相對低廉的,具有感知能力、計算能力、實時通信能力的傳感器節點組成的嵌入式無線網絡。建立在IEEE?802.15.4上的Zigbee協議是應用于無線監測與控制的全球性無線通信標準,是無線傳感器網絡組網的首選技術之一。

網關是建立在傳輸層以上的協議轉換器,通常它連接兩個或多個相互獨立的網絡,每接收一種協議的數據包后,在轉發之前將它轉換為另一種協議的格式。網關在整個無線網絡中具有唯一性，所有Zigbee節點數據均發送給網關，并由其進行地址、協議轉換，提取出有效信息數據重新封裝成TCP/IP數據包后發送給服務器；反之，服務器發送的數據也需由網關進行地址、協議轉換后，才發送給Zigbee網絡。總之，Zigbee網關是Zigbee無線網絡與服務器進行數據交換的中轉站。

云計算是一種基于網絡的超級計算模式，其基本原理就是通過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統進行搜尋、計算分析并將處理結果回傳給用戶。數據計算分布在許多分布式計算機上，而不是放在本地計算機或放在遠程服務器上，這樣用戶可以根據要求訪問計算機及存儲系統，且將資源轉換到需要的應用上。在基于無線傳感網的圖書館消防系統中以及其它基于無線傳感網的防災預警系統中使用云計算與云存儲技術，有利于更好地進行數據的協作和共享。可以將本用戶的數據共享給政府部門與其他用戶，也可以分享使用政府部門與其他用戶的數據系統、知識庫等，有利于更好地進行數據挖掘與智能決策。

傳統zigbee網關是將數據發送給本地服務器或接收本地服務器的指令，不能使用云計算與云存儲技術，無法享有云計算與云存儲所帶來的安全可靠、虛擬化，便捷性、按需服務、低成本等優點，也無法分享使用政府部門與其他用戶的數據系統、知識庫等，不利于較好地進行數據挖掘與智能決策。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種基于云計算的zigbee網關，可享有云計算與云存儲所帶來的安全可靠、虛擬化，便捷性、按需服務、低成本等優點，有利于更好地進行數據挖掘與智能決策。

本發明所采用的技術方案為：一種基于云計算的zigbee網關，包括硬件層、軟件支持層和應用層；所述的硬件層包括供電模塊、主控模塊、存儲模塊、輸入與顯示模塊、GPRS模塊和Zigbee模塊；所述的供電模塊提供5V的輸入電壓；并通過電平轉換芯片產生3.3V以及1.8V的工作電壓；所述的主控模塊對zigbee網絡及TCP/IP進行數據的收發、網間協議轉換以及網間地址解析；所述的主控模塊分別連接供電模塊、存儲模塊、輸入與顯示模塊、GPRS模塊和Zigbee模塊；所述的軟件支持層包括Zigbee協議棧與Tcp/ip協議棧；所述的應用層包括應用地址適配層和應用協議層；所述的應用地址適配層將Zigbee地址、IP地址與應用層地址形成映射關系，將不同類型的網絡地址適配到應用地址上，使得節點在應用層同屬于一個網絡；所述的應用協議層在應用地址適配層的基礎上通過制定統一的應用協議，規范化節點間數據交換的格式。

本發明所述的zigbee網關對數據進行采集、封裝與收發、并通過GPRS網絡進行數據上報和接收云計算平臺的指令；云計算與云存儲平臺將采集到的數據進行存儲、分析和計算。

進一步的說，本發明所述的應用協議層是運行在Zigbee與Tcp/ip之上，用于規范應用層的數據交換而制定的協議層，協議基本格式包括幀類型、幀長、序列號、目的地址、發送地址、數據包以及校驗；其中目的地址與發送地址指的是應用層地址；數據包是本幀所要發送的內容，數據包的大小、格式與幀類型相關，但不大于上限長度；序列號為協議數據包的流水號，是由請求端產生由應答端帶回，以確定消息是否己正常接收和處理，如果沒有則需要重發。

本發明的有益效果是：可享有云計算與云存儲所帶來的安全可靠、虛擬化，便捷性、按需服務、低成本等優點，有利于更好地進行數據挖掘與智能決策；能夠應用于基于無線傳感網的圖書館消防系統中，也可應用于基于無線傳感網的其它類型防災、預警系統中。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明Zigbee網關與云計算平臺進行通信系統結構圖；

圖2是本發明Zigbee網關總體結構圖；

圖3是本發明Zigbee網關硬件結構圖；

圖4是本發明應用軟件結構圖。