本发明专利技术涉及一种用于大规模组网的ＺｉｇＢｅｅ智能网关及其实现方法。现有的ＺｉｇＢｅｅ网络覆盖范围小。本发明专利技术中的两个无线ＺｉｇＢｅｅ通信模块分别与微处理器模块信号连接，闪存模块与微处理器模块的ＦＳＭＣ口信号连接。该智能网关的实现方法为ＺｉｇＢｅｅ智能网关通过第一无线ＺｉｇＢｅｅ通信模块和第二无线ＺｉｇＢｅｅ通信模块连接两个相邻的ＺｉｇＢｅｅ网络，在网关内部对经过该智能网关的数据信息流和命令信息流进行处理，由此决定信息流的流向，进行转发或下达。本发明专利技术实现了多个不同网络的ＺｉｇＢｅｅ子网的信息传递过程，使网络层上不同的ＺｉｇＢｅｅ子网通过网关桥接而组成一个逻辑上的大规模网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息
，具体涉及一种用于大规模组网的ZigBee智能网 关及其实现方法。
技术介绍
随着通信技术的发展，短距离无线通信技术在人们生活中扮演着越来越重要的角 色。ZigBee技术凭借其低成本、低功耗、组网方便等诸多优势在激烈的无线通信技术竞争中 逐渐脱颖而出。特别值得一提的是ZigBee技术具备强大的网络功能。它支持目前三种主 要的自组织无线网络类型，且具有很强的网络健壮性和系统可靠性，使得ZigBee网络更加 灵活、高效、可靠。这种低速率无线通信技术的应用更贴近工业生产与人们的日常生活，可 以很好的应用于家庭自动化、工业控制、建筑自动化、医疗护理等。ZigBee协议基于802. 15. 4标准，该标准是IEEE用于低速无线个人域网 (LR-WPAN)的物理层和媒体接入控制层规范，多用于小范围内的布网，ZigBee网络通常也 被称为“个人区域网络”(Personal Area Network，简称PAN)。在ZigBee联盟制定的ZigBee 协议栈标准中，有路由信息最多15跳的限制，这样就限制了 ZigBee网络在大规模范围内的 布网和应用。但在有些实际应用场合，如城市路灯控制、林区环境监测、水库水文监控等，需 要利用ZigBee技术低功耗、通信可靠、容量大的优点大范围部署ZigBee节点。ZigBee协议 网络路由跳数的限制大大制约了 ZigBee技术在上述领域内的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于大规模组网的ZigBee智 能网关及其实现方法，本专利技术克服了 ZigBee协议栈只能小范围内组网的问题，可使ZigBee 技术应用于大范围内的无线网络解决方案，如城市路灯管理、林区环境监测、湖区水文监测寸。本专利技术中的ZigBee智能网关包括微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二 无线ZigBee通信模块、电源模块、闪存模块。第一无线ZigBee通信模块与微处理器模块的一个SPI 口信号连接，第二无线 ZigBee通信模块与微处理器模块的另一个SPI 口信号连接，闪存模块与微处理器模块的 FSMC 口信号连接；电源模块为微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二无线ZigBee 通信模块和闪存模块供电。所述的微处理器模块采用基于ARM内核Cortex-M3的微控制器STM32F103CBT6，用 于控制无线ZigBee通信模块和闪存模块。所述的第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块采用ST公司的 SN260模块。所述的电源模块提供5V直流的稳定电压。所述的闪存模块采用三星NAND FLASH芯片K9WAG08U1A。本专利技术中的ZigBee智能网关实现方法为=ZigBee智能网关通过第一无线ZigBee 通信模块和第二无线ZigBee通信模块连接两个相邻的ZigBee网络，在网关内部对经过该 智能网关的数据信息流和命令信息流进行处理，由此决定信息流的流向，进行转发或下达。所述的数据信息流处理方法为智能网关的ZigBee协调器收到本子网络节点发 来的数据信息，智能网关经过设定的时延，通过本智能网关的ZigBee路由器将该数据信息 发送到相邻智能网关的ZigBee协调器。相邻的智能网关重复上述步骤，通过依次传递实现 了数据信息在不同PAN之间的传播，最后到达目的网络集线器出口。所述的命令信息流处理方法为当前智能网关的ZigBee路由器收到相邻智能网 关ZigBee协调器发来的命令信息，当前智能网关判断命令信息是否属于本子网络；如果命 令信息是发给所属本子网络，那么当前智能网关负责将命令下达到指定节点；如果命令信 息不是发给所属本子网络，则当前智能网关将命令信息转发给另一相邻智能网关。重复上 述步骤，智能网关通过依次传递将命令信息最后传递给相应的节点。所述的ZigBee协调器由第一无线ZigBee通信模块设置而成。所述的ZigBee路由器由第二无线ZigBee通信模块设置而成。本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果本专利技术中的智能网关实现了多个不同 网络的ZigBee子网的信息传递过程，使网络层上不同的ZigBee子网通过网关桥接而组成 一个逻辑上的大规模网络，从而克服了单个ZigBee网络覆盖范围小的问题。附图说明图1是本专利技术中的网关硬件结构示意图；图2是本专利技术的ZigBee智能网关的数据流程和命令流程图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，ZigBee智能网关包括微处理器模块2、第一无线ZigBee通信模块 3-1、第二无线ZigBee通信模块3_2、电源模块1、闪存模块4。第一无线ZigBee通信模块3_1与微处理器模块2的一个SPI 口信号连接，第二无 线ZigBee通信模块3-2与微处理器模块2的另一个SPI 口信号连接，闪存模块4与微处 理器模块2的FSMC 口信号连接；电源模块1为微处理器模块2、第一无线ZigBee通信模块 3-1、第二无线ZigBee通信模块3_2和闪存模块4供电。微处理器模块采用基于ARM内核Cortex-M3的微控制器STM32F103CBT6，具有强大 的处理能力和丰富的片内外设，用于控制无线ZigBee通信模块和闪存模块。第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块采用ST公司的SN260模 块，该模块支持2. 4GHz ZigBee/IEEE802. 15. 4标准，用于实现网络中节点之间的通信。电源模块提供5V直流的稳定电压，该模块运转可靠，能适应各种复杂、恶劣的环^Mi ο闪存模块采用三星的NAND FLASH系列芯片K9WAG08U1A，容量最大可扩展至8GB， 能满足各种类型的任务需求。如图2所示，ZigBee智能网关实现方法为=ZigBee智能网关通过第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块连接两个相邻的ZigBee网络，在网关内部对经过该 智能网关的数据信息流和命令信息流进行处理，由此决定信息流的流向，进行转发或下达。数据信息流处理方法为智能网关的ZigBee协调器收到本子网络节点发来的数 据信息，智能网关经过设定的时延，通过本智能网关的ZigBee路由器将该数据信息发送到 相邻智能网关的ZigBee协调器。相邻的智能网关重复上述步骤，通过依次传递实现了数据 信息在不同PAN之间的传播，最后到达目的网络集线器出口。命令信息流处理方法为当前智能网关的ZigBee路由器收到相邻智能网关 ZigBee协调器发来的命令信息，当前智能网关判断命令信息是否属于本子网络；如果命令 信息是发给所属本子网络，那么当前智能网关负责将命令下达到指定节点；如果命令信息 不是发给所属本子网络，则当前智能网关将命令信息转发给另一相邻智能网关。重复上述 步骤，智能网关通过依次传递将命令信息最后传递给相应的节点。ZigBee协调器由第一无线ZigBee通信模块设置而成。ZigBee路由器由第二无线ZigBee通信模块设置而成。本专利技术中的ZigBee智能网关拥有传感、计算与通信能力，具有低成本、低功耗的 特点，同时具有以下突出的优点1.可根据实际项目需要增加传感器模块，减少硬件成本。该智能网关在进行两个 ZigBee网络之间路由通信的同时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于大规模组网的ZigBee智能网关，包括微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二无线ZigBee通信模块、电源模块和闪存模块，其特征在于：第一无线ZigBee通信模块与微处理器模块的一个SPI口信号连接，第二无线ZigBee通信模块与微处理器模块的另一个SPI口信号连接，闪存模块与微处理器模块的FSMC口信号连接；电源模块为微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二无线ZigBee通信模块和闪存模块供电；所述的微处理器模块采用基于ARM内核Cortex？M3的微控制器STM32F103CBT6，用于控制无线Zi？gBee通信模块和闪存模块；所述的第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块采用ST公司的SN260模块；所述的电源模块提供5V直流的稳定电压；所述的闪存模块采用三星NAND？FLASH芯片K9WAG08U1A。
【技术特征摘要】
一种用于大规模组网的ZigBee智能网关，包括微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二无线ZigBee通信模块、电源模块和闪存模块，其特征在于第一无线ZigBee通信模块与微处理器模块的一个SPI口信号连接，第二无线ZigBee通信模块与微处理器模块的另一个SPI口信号连接，闪存模块与微处理器模块的FSMC口信号连接；电源模块为微处理器模块、第一无线ZigBee通信模块、第二无线ZigBee通信模块和闪存模块供电；所述的微处理器模块采用基于ARM内核Cortex M3的微控制器STM32F103CBT6，用于控制无线Zi gBee通信模块和闪存模块；所述的第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块采用ST公司的SN260模块；所述的电源模块提供5V直流的稳定电压；所述的闪存模块采用三星NAND FLASH芯片K9WAG08U1A。2.一种如权利要求1所述的ZigBee智能网关实现方法，其特征在于=ZigBee智能网关 通过第一无线ZigBee通信模块和第二无线ZigBee通信模块连接两个相邻的ZigBee网络， 在网关内部对经过该智能网关的数据信息流和命令信息流进行处理，由此决定信息流的流 向，进行转...
【专利技术属性】
技术研发人员：任彧，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86
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