[发明专利]一种多网组合智能网关及其实现方法

权利要求书

1.一种多网组合智能网关，用于实现ZigBee网络、WIFI网络、TCP/IP网络和G-Bus总线网络在内的多网组合，实现各个网络两两互转通信功能，其特征在于，包括：一处理器模块，所述处理器模块分别连接电源模块、WIFI模块、ZigBee模块、TCP/IP模块、G-Bus总线模块、LED灯指示模块和时间显示模块，所述电源模块由外接适配器12V/2A电源提供，并线性降压到5V和3.3V给整个智能网关提供稳定电源；WIFI模块用于监听发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向WIFI网络协议打包，并向WIFI网络发送数据，同时监听ZigBee网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向Internet网络发送；

ZigBee模块用于监听发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向ZigBee网络协议打包，并向ZigBee网络发送数据。同时监听ZigBee网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向服务器或APP发送；所述ZigBee路由网络由父子关系的节点组成，每个节点都保存一张邻居节点列表，所述邻居节点列表存储有所述父子关系节点传输范围内的邻居节点的以下信息：(1)从源节点得到的各邻居节点的标识符；(2)一个数据包从各邻居节点到达基站节点的绝对时间以及各邻居节点的剩余能量，其中，所述ZigBee路由网络的通信路由协议包括以下步骤：

步骤A，初始化设置；步骤B，数据转发；所述步骤B包括：当一个节点感知到一个事件，它就会执行以下步骤，

B1：创建一个数据分组并判断此数据的优先级，并执行步骤B2或B4；

B2：若所述数据是优先类型，则会计算邻居节点列表内各节点的a/X+bY+cZ值，a/X+bY+cZ值最高的节点进行转发，其中，X为所述邻居节点到达基站节点的绝对时间的当前值，Y为所述邻居节点剩余能量的当前值，Z为邻居节点历史转发率，a、b、c为变系数；

B3：收到数据的节点重复步骤B1和B2直到数据包到达基站节点；

B4：若所述数据为普通类型，则会检查邻居节点列表，选择剩余能量高的节点进行数据转发；

B5：收到数据的节点重复步骤B1和B4直到数据包到达基站节点；

步骤C，数据聚合；

所述步骤C数据聚合使用的是一级数据聚合模式，做聚合的节点只是离其最近的节点，包括如下过程，在每个节点感知事件后，在转发前检查Aggregated_data字段，并执行以下步骤C1或C2：

C1：如果Aggregated_data字段为1，那么数据正常转发；

C2：如果Aggregated_data字段为0，停止数据转发；

步骤D，路由维护；

TCP/IP模块中，TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地，而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址，G-Bus总线模块用于监听发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向G-Bus总线协议打包，并向G-Bus总线网络发送数据，同时此线程也监听G-Bus总线网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向Internet网络发送；处理器模块负责ZigBee模块、WIFI模块、TCP/IP模块、G-Bus总线模块、LED灯指示模块、时间显示模块的协调；LED灯指示四个网络运行状态；时间显示模块，实时显示网络时间，实时更新。

2.根据权利要求1所述的一种多网组合智能网关，其特征在于，所述处理器模块采用高通的MIPS24内核32位先进的低功耗芯片。

3.一种基于权利要求1-2之一所述多网组合智能网关的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

主线程的建立步骤：处理器建立UDP线程、ZigBee网络处理线程、G-Bus网络处理线程、System处理线程和WIFI网络处理线程，并监控各个线程运行情况，若出现问题，整个进程重新运行，确保整个系统时时刻刻运行中；

UDP线程的建立步骤：监听其它线程发过来的数据，当有数据时,分析同步头和CRC是否正确，若正确，则向Internet网络(服务器或APP)发送；同时也监听Internet网络(服务器或APP)的数据，当有数据时，分析同步头和CRC正确，若正确，则进行判断此数据是向哪个线程序发送，目标线程有System线程、G-Bus网络线程、ZigBee网络线程和WIFI网络线程；

System线程的建立步骤：检测定时情景，当定时情景时间到，就触发定时情景操作；同时也是监听其它线程发过来的数据包，并分析数据，根据数据类型可分为：配置网关数据、读取网关数据、触发情景和触发联动功能，配置网络有：联动配置、安防配置、定时配置、情景配置、名字更改配置和恢复出厂设置等等功能。触发情景：由情景面板、APP或定时情景触发。触发联动：在网络设备中，把一个或以上的设备作为触发源，把其它能被动控制的设备作为被动源，当触发源动作时，被动源根据设置做出相应的动，来实现联动功能；

G-Bus总线线程的建立步骤：监听其它线程发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向G-Bus总线协议打包，并向G-Bus总线网络发送数据；同时此线程也监听G-Bus总线网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向Internet网络(服务器或APP)发送；

ZigBee网络线程处理内容：监听其它线程发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向ZigBee网络协议打包，并向ZigBee网络发送数据；同时此线程也监听ZigBee网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向Internet网络(服务器或APP)发送；

WIFI网络线程的建立步骤：监听其它线程发来的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，则把数据向WIFI网络协议打包，并向WIFI网络发送数据。同时此线程也监听ZigBee网络的数据，并判断同步头和CRC校验是否正确，若正确，通过消息队列向UDP线程发送数据，再向Internet网络(服务器或APP)发送。