本发明专利技术一种家庭医保网关装置及协议转换方法属于无线通信领域内的网关技术，涉及异构网络的数据格式转换和信息交换技术。家庭医保网关装置由硬件和软件两部分组成；硬件包括Ｚｉｇｂｅｅ芯片、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ芯片、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块、ＵＳＢ（Ｈｏｓｔ）接口、３Ｇ模块、串口、微控制器、共有外围电路。软件包括协议模型中的底层协议层、中间件层和应用服务层。采用的协议转换方法有Ｚｉｇｂｅｅ协议到ＴＣＰ／ＩＰ协议的转换，ＴＣＰ／ＩＰ协议到Ｚｉｇｂｅｅ协议的转换等。本发明专利技术拓展了家庭内医保数据的传输和使用范围，保证医保等隐私数据的网络接入和传输的安全性。对老年监护、远程医疗、移动健康护理产业的发展具有重要作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信领域内的网关技术，涉及异构网络的数据格式转换和信息交 换技术，具体为Zigbee网络与Internet网络，Zigbee网络与移动通信网络的数据互联互ο
技术介绍
随着计算机技术和网络技术的飞速发展，提高数字化娱乐消费水平成为提高人民 生活的重要方式，数字家庭便是其中重要的一方面。数字家庭是以各种不同的网络互联方 式将家用电器和设备互联起来，使得足不出户的人们也可快捷的获取和共享信息。网关作 为数字家庭中重要的网元设备，是家庭内部与外部通信的桥梁，使家庭内部可以快捷的获 取外部网络上的信息，同时使得身在外面的人们可以实时便捷的了解到家庭内部的状态。 因此家庭网关在数字家庭的建设中扮演着极其重要的桥梁角色。数字家庭医保是数字家庭 建设的一部分，它能够为家人的健康状况提供科学的、及时的检测和报告。随着人们对个人 健康的关注，逐渐出现了一些数字家庭医保雏形系统。这些系统通过使用各种传感器将人 的生理数据采集起来，并上传给专家或人工智能专家系统进行诊断分析，使人们能够及时 的了解到自己的身体状态，这在疾病预防、老年照理、健康警告、饮食生活建议等方面具有 重要的意义。如何将这些不同的传感器采集的数据综合起来并传输出去呢？短距离无线传 输技术Zigbee可以解决这一问题。Zigbee是一种短距离、低功耗、低速率、低复杂度、低成 本的无线传输技术，已经在工业控制、远程监控和智能家庭领域获得了越来越多的应用。家 庭医保系统也多采用这种技术，系统中的节点在人体上构成了一个体域网，实时采集人体 的各种生理参数。一个Zigbee网络理论支持的节点数可多达65000多个，足以满足家庭内 部多个成员布设多种医疗传感器的需求。通信技术的发展使得人们能够享受到更高数据率、更加流畅的通信服务，3G便是 其发展的重要里程碑之一。3G是3rd-generati0n的简称，它与第一代模拟制式的通信技 术、以GSM、GPRS、EDGE为代表第二代通信技术的最大区别在于它大幅的提高了数据的传输 速率，最高可达2Mbps。3G标准主要包括TD-SCDMA、WCDMA, CDMA2000，其中TD-SCDMA是我 国拥有自主知识产品的3G国际标准。随着我国第三代移动通信基础设施的建设，基于3G 的应用服务成为必然的趋势。但在3G技术成熟和大规模应用之前一段时间内，第二代移动 通信技术仍有其应用的价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术难题是克服现有技术的不足，专利技术一种家庭网关装置及协议 转换方法，采用硬件和软件两部分相结合的方式及特定的协议转换方法，使得数字家庭中 的医保系统采用Zigbee协议与外部Internet网、移动通信网络互通互联，实现移动用户对 家庭内部隐私数据的安全实时访问和控制目的。本专利技术采用的技术方案是，家庭医保网关装置由硬件和软件两部分组成；硬件包括=Zigbee芯片1、Ethernet芯片2、GSM/GPRS模块 3、USB(Host)接口 4、3G模块5、串口 6、微控制器7、共有外围电路8 ；实现网关的控制功能 的硬件中采用Zigbee芯片1和微控制器7两块芯片；芯片间通过串口 6相连；其中Zigbee 芯片1通过2. 4G天线与外部Zigbee节点9无线通信；微控制器7接Ethernet芯片2，实 现网关与Internet网10通信；微控制器7接GSM/GPRS模块3，实现用第二代移动通信技 术与外部通信；微控制器7接USB (Host)接口 4，3G模块5与USB (Host)接口 4相连，实现 用3G与外部通信；软件包括协议模型12中的底层协议层13、中间件层14和应用服务层15 ；其中， 底层协议层13包括Zigbee协议栈、TCP/IP协议栈、GSM/GPRS协议接口 16以及3G协议接 口 17 ；底层协议层13包括Zigbee协议栈的物理层、MAC层和网络层，实现与Zigbee节点 的数据通信；网关单独作为Zigbee网络协调节点使用；包括TCP/IP协议栈的网络接口层、 互联网层和传输层，实现通过Internet数据通信能力；包括GSM/GPRS协议接口 16以及3G 协议接口 17，实现通过移动通信网络进行数据通信能力；具有一组数据处理和管理功能的 可复用组件的中间件层14包括数据采集组件18、数据存储管理组件19、数据传输控制组件 20,Zigbee与Internet协议转换组件21、Zigbee与移动通信网协议转换组件22、信息安全 管理组件23。家庭医保网关装置采用的协议转换方法如下Zigbee协议到TCP/IP协议的转换，其过程=Zigbee数据包一去掉Zigbee物理层 分组头一去掉Zigbee MAC层分组头一去掉Zigbee网络层分组头一加上TCP/IP传输层分 组头一加上TCP/IP互联网层分组头一加上TCP/IP网络接口层分组头；TCP/IP协议到Zigbee协议的转换，其过程TCP/IP分组数据包一去掉TCP/IP网 络接口层分组头一去掉TCP/IP互联网层分组头一去掉TCP/IP传输层分组头一加上Zigbee 网络层分组头一加上Zigbee MAC层分组头一加上Zigbee物理层分组头；Zigbee协议数据格式到GSM/GPRS网络分组数据格式转换，其过程=Zigbee网络数 据包一去掉Zigbee物理层分组头一去掉Zigbee MAC层分组头一去掉Zigbee网络层分组 头一加上Um接口的网络层分组头一加上Um接口的SNDC层分组头一加上Um接口 LLC层分 组头一加上Um接口 MAC层分组头一加上Um接口的物理层分组头；GSM/GPRS网络分组数据格式到Zigbee协议数据格式转换，其过程GSM/GPRS网络 分组数据包一去掉Um接口物理层分组头一去掉Um接口 MAC层分组头一去掉Um接口 LLC 层分组头一去掉Um接口 SNDC层分组头一去掉Um接口网络层分组头一加上Zigbee网络层 分组头一加上Zigbee MAC层分组头一加上Zigbee物理层分组头；Zigbee网络分组数据格式到3G网络分组数据格式转换，其过程=Zigbee网络数据 包一去掉Zigbee物理层分组头一去掉Zigbee MAC层分组头一去掉Zigbee网络层分组头 —加上对应3G协议网络层L3分组头一加上对应3G协议数据链路层L2分组头一加上对应 3G协议物理层Ll分组头；3G网络分组数据格式到Zigbee协议数据格式转换，其过程3G网络分组数据包 —去掉对应3G协议物理层Ll分组头一去掉对应3G协议数据链路层L2分组头一去掉对 应3G协议网络层L3分组头一加上Zigbee网络层分组头一加上Zigbee MAC层分组头一加 上Zigbee物理层分组头；对应的3G协议指网关所使用的3G协议，为TD-SCDMA、WCDMA、5CDMA2000 中的一种。本专利技术具有以下明显效果能够实现Zigbee网络与基于TCP/IP协议的因特网、 Zigbee网络与移动通信网之间的数据交换和通信。网关本身可作为Zigbee网络协调节点， 实现对家庭内医保系统Zigbee网络的控制和维护。移动用户可以通过移动终端或因特网 对家庭内部隐私数据的实时安全访问。附图说明图1是一种家庭医保网关装置的硬件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种家庭医保网关装置，其特征是，家庭医保网关装置由硬件和软件两部分组成；硬件包括Zigbee芯片(1)、Ethernet芯片(2)、GSM/GPRS模块(3)、USB(Host)接口(4)、3G模块(5)、串口(6)、微控制器(7)、共有外围电路(8)；实现网关的控制功能的硬件中采用Zigbee芯片(1)和微控制器(7)两块芯片；芯片间通过串口(6)相连；其中Zigbee芯片(1)通过2.4G天线与外部Zigbee节点(9)无线通信；微控制器(7)接Ethernet芯片(2)，实现网关与Internet(10)通信；微控制器(7)接GSM/GPRS模块(3)，实现用第二代移动通信技术与外部通信；微控制器(7)接USB(Host)接口(4)，3G模块(5)与USB(Host)接口(4)相连，实现用3G与外部通信；软件包括协议模型12中的底层协议层(13)、中间件层(14)和应用服务层(15)；其中，底层协议层(13)包括Zigbee协议栈、TCP/IP协议栈、GSM/GPRS协议接口(16)以及3G协议接口(17)；底层协议层(13)包括Zi gbee协议栈的物理层、MAC层和网络层，实现与Zigbee节点的数据通信；网关单独作为Zigbee网络协调节点使用；包括TCP/IP协议栈的网络接口层、互联网层和传输层，实现通过Internet数据通信能力；包括GSM/GPRS协议接口(16)以及3G协议接口(17)，实现通过移动通信网络进行数据通信能力；具有一组数据处理和管理功能的可复用组件的中间件层(14)包括数据采集组件(18)、数据存储管理组件(19)、数据传输控制组件(20)、Zigbee与Internet协议转换组件(21)、Zigbee与移动通信网协议转换组件(22)、信息安全管理组件(23)。2.如权利要求1所述的一种家庭医保网关装置，其采用的协议转换方法，其特征是，家 庭医保网关装置采用的协议转换方法如下Zigbee协议到TCP/IP协议的转换，其过程=Zigbee数据包一去掉Zigbee物理层分组 头一去掉Zigbee MAC...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志奎，黄涛，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。