[发明专利]一种基于云计算的zigbee网关

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网领域，尤其是一种基于云计算的zigbee网关。

背景技术

无线传感器网络是指由大量成本相对低廉的,具有感知能力、计算能力、实时通信能力的传感器节点组成的嵌入式无线网络。建立在IEEE 802.15.4上的Zigbee协议是应用于无线监测与控制的全球性无线通信标准,是无线传感器网络组网的首选技术之一。

网关是建立在传输层以上的协议转换器,通常它连接两个或多个相互独立的网络,每接收一种协议的数据包后,在转发之前将它转换为另一种协议的格式。网关在整个无线网络中具有唯一性，所有Zigbee节点数据均发送给网关，并由其进行地址、协议转换，提取出有效信息数据重新封装成TCP/IP数据包后发送给服务器；反之，服务器发送的数据也需由网关进行地址、协议转换后，才发送给Zigbee网络。总之，Zigbee网关是Zigbee无线网络与服务器进行数据交换的中转站。

云计算是一种基于网络的超级计算模式，其基本原理就是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统进行搜寻、计算分析并将处理结果回传给用户。数据计算分布在许多分布式计算机上，而不是放在本地计算机或放在远程服务器上，这样用户可以根据要求访问计算机及存储系统，且将资源转换到需要的应用上。在基于无线传感网的图书馆消防系统中以及其它基于无线传感网的防灾预警系统中使用云计算与云存储技术，有利于更好地进行数据的协作和共享。可以将本用户的数据共享给政府部门与其他用户，也可以分享使用政府部门与其他用户的数据系统、知识库等，有利于更好地进行数据挖掘与智能决策。

传统zigbee网关是将数据发送给本地服务器或接收本地服务器的指令，不能使用云计算与云存储技术，无法享有云计算与云存储所带来的安全可靠、虚拟化，便捷性、按需服务、低成本等优点，也无法分享使用政府部门与其他用户的数据系统、知识库等，不利于较好地进行数据挖掘与智能决策。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种基于云计算的zigbee网关，可享有云计算与云存储所带来的安全可靠、虚拟化，便捷性、按需服务、低成本等优点，有利于更好地进行数据挖掘与智能决策。

本发明所采用的技术方案为：一种基于云计算的zigbee网关，包括硬件层、软件支持层和应用层；所述的硬件层包括供电模块、主控模块、存储模块、输入与显示模块、GPRS模块和Zigbee模块；所述的供电模块提供5V的输入电压；并通过电平转换芯片产生3.3V以及1.8V的工作电压；所述的主控模块对zigbee网络及TCP/IP进行数据的收发、网间协议转换以及网间地址解析；所述的主控模块分别连接供电模块、存储模块、输入与显示模块、GPRS模块和Zigbee模块；所述的软件支持层包括Zigbee协议栈与Tcp/ip协议栈；所述的应用层包括应用地址适配层和应用协议层；所述的应用地址适配层将Zigbee地址、IP地址与应用层地址形成映射关系，将不同类型的网络地址适配到应用地址上，使得节点在应用层同属于一个网络；所述的应用协议层在应用地址适配层的基础上通过制定统一的应用协议，规范化节点间数据交换的格式。

本发明所述的zigbee网关对数据进行采集、封装与收发、并通过GPRS网络进行数据上报和接收云计算平台的指令；云计算与云存储平台将采集到的数据进行存储、分析和计算。

进一步的说，本发明所述的应用协议层是运行在Zigbee与Tcp/ip之上，用于规范应用层的数据交换而制定的协议层，协议基本格式包括帧类型、帧长、序列号、目的地址、发送地址、数据包以及校验；其中目的地址与发送地址指的是应用层地址；数据包是本帧所要发送的内容，数据包的大小、格式与帧类型相关，但不大于上限长度；序列号为协议数据包的流水号，是由请求端产生由应答端带回，以确定消息是否己正常接收和处理，如果没有则需要重发。

本发明的有益效果是：可享有云计算与云存储所带来的安全可靠、虚拟化，便捷性、按需服务、低成本等优点，有利于更好地进行数据挖掘与智能决策；能够应用于基于无线传感网的图书馆消防系统中，也可应用于基于无线传感网的其它类型防灾、预警系统中。

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Zigbee网关与云计算平台进行通信系统结构图；

图2是本发明Zigbee网关总体结构图；

图3是本发明Zigbee网关硬件结构图；

图4是本发明应用软件结构图。