[发明专利]一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及物联网传输层网络通信领域，尤其是一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法。

背景技术

水利物联网传感器终端分布区域广，涉及分布式部署的水位计、水质监测仪、流量计、闸门阀泵，水雨情自动检测站，电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等自动化或半自动化的信息采集监测设备，由于特殊的工作环境导致其需要利用多种有线网络、无线网络对传感器的监测数据进行收集、传输与反馈，从而形成了一种典型的多源异构网络。由于现行的TCP/IP最初是为短时延、低误码率的有线网络设计的，当其协议在无线网络上运行时，信道上的每个受限因素都会使TCP/IP机制受到负面影响，降低其传输性能，影响整个多重异构网络的数据传输能力。然而无线通信具有空间跨越、远程通信和广播等独特的功能，因而成为网络通信的一个重要途径，对于水利物联网是一种必不可少的网络形态。因此改善异构网络之间的互连性，提高物联网网络通信传输性能成为提高水利物联网多重异构网络通信能力的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法，实现针对多种有线网络、无线网络对传感器的监测数据进行收集、传输与反馈，改善异构网络之间的互连性，提高水利物联网多重异构网络的通信传输性及通信能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法，具体步骤如下：

将自组织多跳模式组网中的网络节点搭建基于ZigBee协议的无线传感器网络的体系结构；

在上述无线传感器网络的体系结构上建立基于GPRS的无线Internet互联的监测服务器，在Internet上接入服务器与客户端，服务器与客户端作为GPRS终端，利用GPRS网络接入Internet实现互联，GPRS网络利用设备监测节点实现数据输出。

所述的无线传感器网络和监测服务器之间通过TCP/IP协议进行网络通信。

所述的无线传感器网络中植入嵌入式TCP/IP协议LwIP。

LwIP包括TCP/IP协议模块、操作系统模缓冲与内存管理子系统模块、网络接口模块、Internet校验和计算函数模块以及API接口函数模块。

LwIP按照分层结构从下到上依次为网络接口层、网络层、传输层及应用层，接收数据的时候，首先由网络接口层将数据包传递给ip_input()函数，如果数据包协议字段为TCP，则数据进一步上传至tcp_input()函数，这里要做数据包的完整性检查，判定数据包属于哪一个TCP连接，实现网络通信的分用，然后数据包上传至tcp_process()函数，如果该TCP连接处于接收状态，则数据交由tcp_receive()函数处理并最终上传至应用层；数据发送的时候，应用层将数据交由tcp_write()函数将数据送入传输层，然后tcp_enqueue()函数将数据分成TCP段并放入发送队列等待发送，如果有足够的空间，则tcp_output()函数会将数据下传给网络层的ip_route()函数以及ip_output_if()函数完成数据的发送。。

本发明的有益效果是：所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法，采用此种构建方法，改善异构网络之间的互连性，提高物联网网络通信传输性能成为提高水利物联网多重异构网络通信能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法中无线传感器网络的体系结构的整体结构示意图；

图2是本发明所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法中GPRS接入Internet系统的整体结构示意图；

图3是本发明所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法中LwIP中内部分层结构示意图：

图4是本发明所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法中网络层中IP层与TCP层处理的流程图；

图5是本发明所述的一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法中网络层中LwIP协议进程模型的流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种面向水利物联网的多重异构网络通信协议构建方法，具体步骤如下：