CN102202430B - ZigBee无线网关及其数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZigBee无线网关,包括ZigBee模块,用于在登录每个ZigBee网络后,接收并转发每个ZigBee网络的数据;以及控制模块,用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址,控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络,实现多个不同的ZigBee网络的切换,在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后存储ZigBee模块接收和转发的数据,并控制ZigBee模块休眠。本发明利用分时切换的方式,使单个ZigBee模块存在于不同的ZigBee网络中,实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发,从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。本发明同时还公开了一种ZigBee无线网关的数据传输方法。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络数据通讯领域,尤其涉及一种ZigBee无线网关及其数据传输方法。
背景技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术,其来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。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,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入在各种设备中,同时支持地理定位功能,十分适合用作于无线传感器网络的通信协议。
在实际应用中,往往同一区域中有多个ZigBee网络存在,为了满足这多个ZigBee网络之间的的数据交换,通常采用多个分属于不同网络的ZigBee模块来实现。具体地,每个ZigBee模块与一个ZigBee网络进行通信,多个ZigBee模块之间通过微处理器连接。数据交换时,由第一个ZigBee模块将属于该模块的ZigBee网络数据传输给第二个ZigBee模块,再由第二个ZigBee模块转发至属于第二个ZigBee模块的ZigBee网络,从而完成多个网络之间的数据交换。
然而,采用上述无线网络数据传输方式进行数据交换时,需要多个ZigBee模块进行网络切换,因而,当同一区域存在的ZigBee网络数量较大时,所需的ZigBee模块数量也很多,从而导致系统的结构复杂、成本相应增加。另外,在多个ZigBee模块进行网络切换时,所花费的时间也较长,从而降低了数据传输的效率。
因此,有必要提供一种ZigBee无线网关来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种ZigBee无线网关及其数据传输方法,以提高数据传输效率。
为了实现上述目的,本发明提供了一种ZigBee无线网关,包括一个ZigBee模块,用于在登录每个ZigBee网络后,接收并转发每个ZigBee网络的数据;以及控制模块,用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址,控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络,实现多个不同的ZigBee网络的切换,在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后存储ZigBee模块接收和转发的数据,并控制ZigBee模块休眠。
具体地,控制模块包括:第一存储单元,用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段;网络判断单元,用于从第一存储单元中获取ZigBee网络的网络标号和频段,并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在;参数获取单元,用于当网络判断单元判断出存在当前要登录ZigBee网络时,从第一存储单元中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段;配置单元,用于根据参数获取单元发送的网络标号和频段,修改ZigBee模块的标识符,以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址;控制单元,用于发送启动信号控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络,且在ZigBee模块完成数据接收和转发后发送休眠信号控制ZigBee模块休眠;以及第二存储单元,用于在ZigBee模块休眠之前,存储ZigBee模块接收和转发的数据。
相应地,本发明还提供了一种ZigBee无线网关的数据传输方法,包括如下步骤:(1)判断是否存在当前要登录的ZigBee网络;(2)若存在,则根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段,修改ZigBee模块的标识符,以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址,否则,结束;(3)控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络;(4)存储ZigBee模块登录后接收的所述ZigBee网络的数据;(5)控制ZigBee模块进入休眠状态,并返回步骤(1)。
具体地,所述步骤(1)为:获取ZigBee网络的网络标号和频段,并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在。
与现有技术相比,本发明利用分时切换的方式,使单个ZigBee模块存在于不同的ZigBee网络中,实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发,从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。另外,由于本发明只包括一个ZigBee模块,从而简化了ZigBee无线网关的结构并节约了成本。
通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明ZigBee无线网关的结构框图。
图2为图1所示的控制模块的结构框图。
图3为本发明ZigBee无线网关的数据传输方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例,附图中类似的元件标号代表类似的元件。
参考图1,本实施例的ZigBee无线网关包括ZigBee模块10和控制模块11。所述ZigBee模块10与所述控制模块11相连。所述ZigBee模块10用于在登录每个ZigBee网络后,接收并转发每个ZigBee网络的数据。所述控制模块11用于根据将要登录的ZigBee网络修改所述ZigBee模块10的网络标号、频段和网络层地址,控制所述ZigBee模块10登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络,以切换到不同的ZigBee网络,在所述ZigBee模块10与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后,存储所述ZigBee模块10接收和转发的数据,并控制所述ZigBee模块10休眠。
具体地,如图2所示,所述控制模块11包括第一存储单元111、网络判断单元112、参数获取单元113、配置单元114、控制单元115以及第二存储单元116。所述第一存储单元111与所述参数获取单元113和所述网络判断单元112相连,所述网络判断单元112、所述参数获取单元113、所述配置单元114、所述控制单元115和所述第二存储单元116依次相连。所述第一存储单元111用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段;所述网络判断单元112用于从第一存储单元111中获取ZigBee网络的网络标号和频段,并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在;所述参数获取单元113用于当所述网络判断单元112判断出存在当前要登录ZigBee网络时,从第一存储单元111中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段;所述配置单元114用于根据所述参数获取单元113发送的网络标号和频段,修改所述ZigBee模块10的网络标号、频段以及网络层地;所述控制单元115用于发送启动信号控制所述ZigBee模块10登录所述ZigBee网络,且在所述ZigBee模块10完成数据接收和转发后,发送休眠信号控制所述ZigBee模块10休眠;所述第二存储单元116用于在所述ZigBee模块10休眠之前,存储所述ZigBee模块10接收和转发的数据。
如图3所示,本实施例的ZigBee无线网关的数据传输方法,包括如下步骤:
步骤S1,初始化所述ZigBee无线网关;
步骤S2,获取ZigBee网络的网络标号和频段;
步骤S3,通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在,若存在进入步骤S4,否则,结束进程;
步骤S4,根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段,修改ZigBee模块10的标识符,以将ZigBee模块10的网络标号和频段修改成与所述ZigBee网络的网络标号和频段一致,并修改ZigBee模块10的网络层地址;
步骤S5,控制所述ZigBee模块10登录所述ZigBee网络;
步骤S6,存储所述ZigBee模块10登录后接收的所述ZigBee网络的数据;
步骤S7,控制所述ZigBee模块10进入休眠状态,并返回步骤S2。
下面以同一区域存在三个不同的ZigBee网络为例,详细说明一下本发明的ZigBee无线网关工作过程。所述三个不同的ZigBee网络分别为网络A、网络B和网络C。ZigBee无线网关初始化后,网络判断单元112判断是否存在网络A,若存在,则参数获取单元113从第一存储单元111中获取网络A的网络标号和频段,配置单元114根据参数获取单元113发送的网络A的网络标号和频段,将ZigBee模块10的网络标号和频段修改成与网络A的网络标号和频段一致,并修改ZigBee模块10的网络层地址。然后,控制单元115发送启动信号控制ZigBee模块10登录网络A,登录网络A后,ZigBee模块10接收网络A中的数据,接收完毕后,ZigBee模块10将从网络A中接收的数据存储在第二存储单元116中。接着,控制单元115发送休眠信号使ZigBee模块10进入休眠状态,从而完成与网络A中的数据传输。
当网络判断单元112判断存在网络B时,参数获取单元113从第一存储单元111中获取网络B的网络标号和频段,配置单元114根据参数获取单元113发送的网络B的网络标号和频段,修改ZigBee模块10的网络标号、频段和网络层地址。然后,控制单元115发送启动信号控制ZigBee模块10登录网络B,登录网络B后,ZigBee模块10先将从网络A中接收到的数据转发给网络B,再接收需要从网络B传输到网络A或网络C的数据,接收完毕后,ZigBee模块10将从网络B中接收的数据存储在第二存储单元116中。接着,控制单元115发送休眠信号使ZigBee模块10进入休眠状态,从而完成网络A与网络B的数据传输和交换。当网络判断单元112判断存在网络C时,其具体传输过程与在网络B中的传输过程类似,此处不再赘述。
由上述技术方案可知,本发明利用分时切换的方式,使单个ZigBee模块10存在于不同的ZigBee网络中,实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发,从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。另外,由于本发明只包括一个ZigBee模块10,从而简化了ZigBee无线网关的结构并节约了成本。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (4)
1.一种ZigBee无线网关,其特征在于,包括:
ZigBee模块,用于在登录每个ZigBee网络后,接收并转发每个ZigBee网络的数据;以及
控制模块,用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址,控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络,实现多个不同的ZigBee网络的切换,在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后,存储ZigBee模块接收和转发的数据,并发送休眠信号控制ZigBee模块休眠。
2.如权利要求1所述的ZigBee无线网关,其特征在于,控制模块包括:
第一存储单元,用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段;
网络判断单元,用于从第一存储单元中获取ZigBee网络的网络标号和频段,并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在;
参数获取单元,用于当网络判断单元判断出存在当前要登录ZigBee网络时,从第一存储单元中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段;
配置单元,用于根据参数获取单元发送的网络标号和频段,修改ZigBee模块的标识符,以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址;
控制单元,用于发送启动信号控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络,且在ZigBee模块完成数据接收和转发后发送休眠信号控制ZigBee模块休眠;以及
第二存储单元,用于在ZigBee模块休眠之前,存储ZigBee模块接收和转发的数据。
3.一种ZigBee无线网关的数据传输方法,包括如下步骤:
(1)判断是否存在当前要登录的ZigBee网络;
(2)若存在,则根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段,修改ZigBee模块的标识符,以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址,否则,结束;
(3)控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络;
(4)存储ZigBee模块登录后接收的所述ZigBee网络的数据;
(5)根据发送的休眠信号控制ZigBee模块进入休眠状态,并返回步骤(1)。
4.如权利要求3所述的ZigBee无线网关的数据传输方法,所述步骤(1)具体为:
获取ZigBee网络的网络标号和频段,并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在。
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