專利名稱：用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信和信息傳播技術(shù)，尤其涉及用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱無線傳感網(wǎng))進(jìn)行無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)接入的移動(dòng)接入終端及系統(tǒng)。
技術(shù)背景現(xiàn)有的移動(dòng)接入終端提供了網(wǎng)絡(luò)接入功能，主要實(shí)現(xiàn)最基本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，包括從無線傳感網(wǎng)接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心(例如遠(yuǎn)程服務(wù)器或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)等)，從而實(shí)現(xiàn)對無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控。現(xiàn)有的移動(dòng)接入終端存在以下一些問題(I)監(jiān)聽數(shù)據(jù)的工作頻率單一而通用性差通常無線傳感網(wǎng)工作頻率主要由2. 4GHz和433MHz兩種。其中，2. 4GHz具有發(fā)射距離遠(yuǎn)及覆蓋范圍大的特點(diǎn)；433MHz具有較強(qiáng)的繞射能力及穿透能力。但是，現(xiàn)有的移動(dòng)接入終端通常僅能接受其中一種頻率的數(shù)據(jù)，因而通用性較差。如果在一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)具有上述兩種工作頻率的節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要根據(jù)節(jié)點(diǎn)的分布部署433MHz或者2. 4GHz的轉(zhuǎn)發(fā)中繼設(shè)備，才能接受無線傳感網(wǎng)中全部節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。(2)單一的互聯(lián)網(wǎng)接入方式難以保證數(shù)據(jù)的完整性現(xiàn)有的移動(dòng)接入終端大多只有一種互聯(lián)網(wǎng)接入方式，如以太網(wǎng)，GPRS等。在部署網(wǎng)絡(luò)接入方式時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入。這樣，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)無法及時(shí)更新接入方式，由此會(huì)造成節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的丟失。(3)單一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能無法適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)有的移動(dòng)接入終端只能將接收的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不能進(jìn)行其它任何預(yù)處理。當(dāng)無線傳輸網(wǎng)中的傳感器節(jié)點(diǎn)很多時(shí)，會(huì)對遠(yuǎn)程服務(wù)器造成極大的壓力，會(huì)嚴(yán)重降低數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；而且，在大多時(shí)間范圍內(nèi)，傳感器節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測的數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生明顯的變化，速度較快的變化往往意味著會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)警或者硬件異常。所以傳統(tǒng)的移動(dòng)接入終端不能進(jìn)行預(yù)處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式往往會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)大量無用的冗余數(shù)據(jù)。針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，需要提供一種用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端，能夠同時(shí)監(jiān)聽無線傳感網(wǎng)多種頻率的數(shù)據(jù)，并具有多種接入方式，能夠根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)接入方式，從而保證數(shù)據(jù)的完整性；同時(shí)提供數(shù)據(jù)過濾、報(bào)警等多項(xiàng)智能控制功能，從而可有效地降低冗余數(shù)據(jù)的上傳及減少遠(yuǎn)端設(shè)備的壓力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端及系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)聽無線傳感網(wǎng)多種頻率的數(shù)據(jù)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端，包括控制模塊以及分別與該控制模塊連接的傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊和傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊，其中[0014]控制模塊通過串口線連接傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊，通過串行外設(shè)接口線連接傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊。進(jìn)一步地，該移動(dòng)接入終端還包括有線接入模塊、第一無線接入模塊以及第一無線接入模塊中的一個(gè)或多個(gè)，其中控制模塊通過系統(tǒng)總線連接有線接入模塊，通過兩個(gè)USB主線分別連接第一無線接入模塊和第一無線接入模塊。進(jìn)一步地，串口線包括控制模塊向傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊發(fā)出控制命令的UART_TX線和從傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的UART_RX線；串行外設(shè)接口線包括所述控制模塊向傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)出控制命令的SPI_MIS0線、從傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的SPI_MISI線、輸入時(shí)鐘信號的時(shí)鐘線 SPI_CLK以及模塊選擇線SPI_CS。進(jìn)一步地，該系統(tǒng)總線包括控制模塊連接有線接入模塊的數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫使能線以及片選線；該USB主線包括控制模塊連接第一無線接入模塊或第一無線接入模塊USB正、負(fù)端線。進(jìn)一步地，控制模塊為基于ARM的微處理器的模塊；傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊為工作頻段是2. 4GHz的通訊模塊；傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊為工作頻段是433MHz的通訊模塊。進(jìn)一步地，有線接入模塊為互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)接入模塊；第一無線接入模塊為無線局域網(wǎng)接入模塊；第二無線接入模塊為第三代移動(dòng)通信網(wǎng)或第四代移動(dòng)通信網(wǎng)接入模塊。本實(shí)用新型根據(jù)無線傳感網(wǎng)的工作頻率在移動(dòng)接入終端中設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信模塊，使得該終端能夠監(jiān)聽到無線傳感網(wǎng)不同頻率下的數(shù)據(jù)。通過為終端提供的多種接入方式，使得終端能夠根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)選擇最優(yōu)方式接入網(wǎng)絡(luò)，從而保證數(shù)據(jù)的完整性，同時(shí)能夠大大降低軟件維護(hù)成本。通過為終端額外提供包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)報(bào)警以及智能控制等多項(xiàng)功能，使得終端可有效地降低冗余數(shù)據(jù)的上傳，減少遠(yuǎn)端服務(wù)器的壓力，從而為終端提供進(jìn)一步的智能算法提供了可能性。

圖I為本實(shí)用新型的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為圖2所示的移動(dòng)接入終端實(shí)施例的電路連線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地闡述。應(yīng)該理解，以下例舉的實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制。如圖I所示，表示了本實(shí)用新型的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)(I n)、移動(dòng)接入終端以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)備，其中多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)(I n)，用于通過安裝在本節(jié)點(diǎn)的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測本節(jié)點(diǎn)的被測參數(shù)，并根據(jù)無線傳感網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)工作頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)射；移動(dòng)接入終端，用于以無線傳感網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)工作頻率監(jiān)聽及接收傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的數(shù)據(jù)。上述系統(tǒng)實(shí)施例還包括，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)備，其中移動(dòng)接入終端還根據(jù)環(huán)境的變化選擇有線接入或無線接入中的任意一種接入網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)備，用于以有線接入或無線接入中的任意一種接入網(wǎng)絡(luò)接收移動(dòng)接入終端轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，當(dāng)無線傳感網(wǎng)中的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量大到超過移動(dòng)接入終端的覆蓋能力時(shí)，上述系統(tǒng)實(shí)施例還包括一個(gè)或多個(gè)中繼設(shè)備，其中每一中繼設(shè)備接入在移動(dòng)接入終端和該終端所能覆蓋的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)之間，用于以無線傳感網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)工作頻率監(jiān)聽及接收傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)接入終端。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端實(shí)施例的結(jié)構(gòu)表示在圖2中，包括控制模塊以及分別與該控制模塊連接的傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊、傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊、有線接入模塊、第一無線接入模塊以及第二無線接入模塊，其中控制模塊，用于根據(jù)無線傳感網(wǎng)的工作頻率向傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊和/或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)出接收數(shù)據(jù)命令，并根據(jù)環(huán)境的變化選擇向有線接入模塊、第一無線接入模塊以及第二無線接入模塊中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令；傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊，用于根據(jù)控制模塊的接收數(shù)據(jù)命令以2. 4GHz頻段監(jiān)聽及接收來自無線傳感網(wǎng)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的數(shù)據(jù)；傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊，用于根據(jù)控制模塊的接收數(shù)據(jù)命令以433MHz頻段監(jiān)聽及接收來自無線傳感網(wǎng)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的數(shù)據(jù)；有線接入模塊，為互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)接入模塊，用于根據(jù)控制模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令通過網(wǎng)線轉(zhuǎn)發(fā)傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊接收的數(shù)據(jù)；第一無線接入模塊，為無線局域網(wǎng)(WLAN)接入模塊，用于根據(jù)控制模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令通過WLAN傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)上；第二無線接入模塊，為第三代移動(dòng)通信網(wǎng)(3G)或第四代移動(dòng)通信網(wǎng)(4G)接入模塊，用于根據(jù)控制模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令通過3G或4G將傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第 一頻通訊模塊接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)上。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，[0052]控制模塊還對傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊、傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊進(jìn)行省功耗功能配置，根據(jù)配置文件若決定開啟該功能，則定時(shí)掃描無線傳感網(wǎng)的頻段信號，當(dāng)掃描到相應(yīng)頻段有數(shù)據(jù)時(shí)，則設(shè)置相應(yīng)的傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊為激活狀態(tài)(alive),否則設(shè)置為休眠狀態(tài)(down)；傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊在被控制模塊設(shè)置為激活狀態(tài)時(shí)監(jiān)聽及接收相應(yīng)頻段的數(shù)據(jù)，在被控制模塊設(shè)置為休眠狀態(tài)時(shí)停止監(jiān)聽及接收數(shù)據(jù)。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，控制模塊還對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾 功能配置，根據(jù)配置文件若決定開啟該功能，則將通過過濾確認(rèn)正常的數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)；針對通過過濾確認(rèn)不正常的數(shù)據(jù)，向傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)出重新接收數(shù)據(jù)的指示，將第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊返回的數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)；傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)根據(jù)控制模塊的指示重新接收相應(yīng)頻段的數(shù)據(jù)，并返回給控制模塊。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，控制模塊還對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行流量控制功能配置，根據(jù)配置文件若決定開啟該功能，則將對所有接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析及處理，如果確認(rèn)數(shù)據(jù)有效則控制轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)，如果確認(rèn)數(shù)據(jù)無效則直接丟棄。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，控制模塊還進(jìn)行接受上位機(jī)(譬如遠(yuǎn)程客戶端)智能控制功能配置，根據(jù)配置文件若決定開啟該功能，則接受上位機(jī)的控制指令集，通過該指令集控制第一頻通訊模塊或傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊對相應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制。傳統(tǒng)做法是，上位機(jī)通過網(wǎng)關(guān)直接向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令。此種做法雖然簡單直接，但是效率很低，實(shí)時(shí)性也比較差。本實(shí)用新型通過上述智能控制功能的配置，可減少上位機(jī)與傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)接入終端之間頻繁的下行命令數(shù)據(jù)的交互，相對傳統(tǒng)做法，使得效率和實(shí)時(shí)性均有所提聞。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，控制模塊還對本終端進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)警功能配置，根據(jù)配置文件若決定開啟該功能，則檢測本終端自身運(yùn)行數(shù)據(jù)(如運(yùn)行的環(huán)境溫度、內(nèi)存使用率等數(shù)據(jù))，當(dāng)檢測出運(yùn)行數(shù)據(jù)異常時(shí)向上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號，提示上位機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作，以避免本終端出現(xiàn)死機(jī)狀況，并在出現(xiàn)該狀況時(shí)及時(shí)被重啟。在上述系統(tǒng)實(shí)施例中，控制模塊是基于微處理器或基于微控制器的控制模塊，例如為基于ARM的處理器模塊；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)備為遠(yuǎn)程服務(wù)器或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。圖2所示的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端實(shí)施例的具體電路連線表示在圖3中，其中控制模塊通過串口線連接傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊，通過串行外設(shè)接口(SPI，Serial Peripheral Interface)線連接傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊,通過系統(tǒng)總線連接有線接入模塊，通過兩個(gè)USB主線分別連接第一無線接入模塊和第一無線接入模塊。[0069]該控制模塊具體是采用基于ARM的微處理器(AT91SAM9261)的模塊，串口線包括向傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊發(fā)出控制命令的UART_TX線和從傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的UART_RX線；SPI線包括向傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)出控制命令的SPI_MIS0線、從傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的SPI_MISI線、輸入時(shí)鐘信號的時(shí)鐘線SPI_CLK以及模塊選擇線SPI_CS ;系統(tǒng)總線包括數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫使能線以及片選線；USB主線包括USB正、負(fù)端線 USB_D+、USB_D-。對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本實(shí)用新型內(nèi)容和原理后，能夠在不背離本實(shí)用新型的原理和范圍的情況下，根據(jù)本實(shí)用新型的方法進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本實(shí)用新型 的修正和改變?nèi)栽诒緦?shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端，其特征在于，包括控制模塊以及分別與該控制模塊連接的傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊和傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊，其中 控制模塊通過串口線連接傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊，通過串行外設(shè)接口線連接傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊。
2.按照權(quán)利要求I所述的移動(dòng)接入終端，其特征在于，還包括有線接入模塊、第一無線接入模塊以及第一無線接入模塊中的一個(gè)或多個(gè)，其中 所述控制模塊通過系統(tǒng)總線連接有線接入模塊，通過兩個(gè)USB主線分別連接第一無線接入模塊和第一無線接入模塊。
3.按照權(quán)利要求I所述的移動(dòng)接入終端，其特征在于， 所述串口線包括所述控制模塊向傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊發(fā)出控制命令的UART_TX線和從傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的UART_RX線； 所述串行外設(shè)接口線包括所述控制模塊向傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊發(fā)出控制命令的SPI_MISO線、從傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊接收數(shù)據(jù)的SPI_MISI線、輸入時(shí)鐘信號的時(shí)鐘線SPI_CLK以及模塊選擇線SPI_CS。
4.按照權(quán)利要求2所述的移動(dòng)接入終端，其特征在于， 所述系統(tǒng)總線包括所述控制模塊連接所述有線接入模塊的數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫使能線以及片選線； 所述USB主線包括所述控制模塊連接所述第一無線接入模塊或第一無線接入模塊USB正、負(fù)端線。
5.按照權(quán)利要求I或4所述的移動(dòng)接入終端，其特征在于， 所述控制模塊為基于ARM的微處理器的模塊； 所述傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊為工作頻段是2. 4GHz的通訊模塊； 所述傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊為工作頻段是433MHz的通訊模塊。
6.按照權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的移動(dòng)接入終端，其特征在于， 所述有線接入模塊為互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)接入模塊； 第一無線接入模塊為無線局域網(wǎng)接入模塊； 第二無線接入模塊為第三代移動(dòng)通信網(wǎng)或第四代移動(dòng)通信網(wǎng)接入模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供了用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)接入終端，包括控制模塊以及分別與該控制模塊連接的傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊、傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊、有線接入模塊、第一無線接入模塊以及第一無線接入模塊中的一個(gè)或多個(gè)，其中控制模塊通過串口線連接傳感網(wǎng)第一頻通訊模塊，通過串行外設(shè)接口線連接傳感網(wǎng)第二頻通訊模塊，通過系統(tǒng)總線連接有線接入模塊，通過兩個(gè)USB主線分別連接第一無線接入模塊和第一無線接入模塊。本實(shí)用新型的終端能夠監(jiān)聽到無線傳感網(wǎng)不同頻率下的數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)選擇最優(yōu)方式接入網(wǎng)絡(luò)，從而保證數(shù)據(jù)的完整性。
文檔編號H04W88/08GK202385306SQ20112051993
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者張子健, 樊勇, 魏劍平, 黃孝斌 申請人:北京時(shí)代凌宇科技有限公司