WO2013185535A1 - 一种协议栈融合兼容的装置及方法及系统 - Google Patents
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Definitions
- Protocol stack fusion compatible device and method and system thereof
- the present invention relates to the field of IoT heterogeneous protocol stack fusion, and in particular, to a protocol stack fusion compatible device, method and system.
- wireless communication-based information system applications among which wireless high-speed channel addressable remote sensors (WirelessHART or WHART, full name Wireless Highway Addressable) Remote Transducer) protocol and ZigBee protocol.
- wireless high-speed channel addressable remote sensors WirelessHART or WHART, full name Wireless Highway Addressable) Remote Transducer
- ZigBee protocol ZigBee protocol
- WirelessHART is the first open interoperable wireless communication standard that was officially recognized by the IEC in September 2008 as a publicly available specification (IEC/PAS 62591Ed.l), the first in the world to receive this Level international who's industrial wireless communication technology.
- Zigbee is a low-power personal area network protocol based on the IEEE802.15.4 standard.
- the technology specified in this protocol is a short-range, low-power wireless communication technology characterized by close proximity, low complexity, self-organization, low power consumption, low data rate, low cost, and is mainly suitable for automatic control. And in the field of remote control, you can embed various devices.
- ZigBee is a cheap, low-power, short-range wireless networking communication technology.
- Industrial wireless data applications are increasingly being applied to field smart meters and control room equipment, including remote meter reading, temperature and humidity, and pressure monitoring.
- gateway-based devices that are compatible with ZigBee devices and WirelessHART devices are becoming more prominent.
- WirelessHART devices or ZigBee devices the original devices, tools, training, applications, and workflows All can continue to be used, and continue to upgrade more and better applications with the productization process of vendors supporting WirelessHART and ZigBee wireless standards.
- the embodiment of the invention provides a device, a method and a system for protocol stack fusion compatibility, which are implemented
- ZigBee and WirelessHART are compatible with the protocol stack to provide a solution.
- the invention provides a protocol stack fusion compatible device, which is located at a gateway, and includes a Zigbee interface, a wireless high speed channel addressable remote sensor (WART) interface, a wireless transceiver chip register, and an interface with the Zigbee, respectively.
- the wireless high speed channel can address the remote sensor interface and the virtual network interface to which the register is connected;
- the ZigBee interface is configured to receive, encapsulate, and send a Zigbee network layer message
- the WHART interface is configured to receive, encapsulate, and transmit a wireless high speed channel addressable remote sensor network layer message
- the virtual network interface is configured to perform packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface by performing information interaction with the register.
- the virtual network interface is further configured to receive and send a message from the ZigBee interface and/or the WHART interface according to a message receiving and receiving status learned from the wireless transceiver chip register.
- the virtual network interface is further configured to construct a sequence of packets received from the ZigBee interface and the WHART interface, and send the packets according to the sequence of the packets in the sequence.
- the virtual network interface is further configured to flood the message received from the wireless link to the Zigbee interface and the WHART interface according to a message receiving and receiving state learned from the wireless transceiver chip register.
- the virtual network interface is further configured to be used according to the information learned from the wireless transceiver chip register After the status of the wireless channel for sending and receiving packets is normal, the packet is sent and received with the ZigBee interface and the WHART interface.
- the ZigBee interface, the WHART interface, and the virtual network interface all work in a kernel state.
- the invention provides a protocol stack fusion compatible method, comprising: a gateway device receiving, encapsulating, and transmitting a zigbee network layer message through a ZigBee interface; receiving, encapsulating, and transmitting a wireless high speed channel addressable remote sensor network through a WHART interface; The layer message is transmitted and received through the virtual network interface by performing information exchange with the register, and the packet is sent and received with the Zigbee interface and the WHART interface.
- the gateway device receives and transmits a message from the ZigBee interface and/or the WHART interface according to a message receiving and receiving state obtained from the wireless transceiver chip register through the virtual network interface.
- the gateway device floods the message received from the wireless link to the ZigBee interface and the WHART interface according to the message receiving and receiving status learned from the wireless transceiver chip register through the virtual network interface.
- the gateway device performs, by the virtual network interface, the packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface according to the state of the wireless channel for performing packet transmission and reception learned from the wireless transceiver chip register.
- the ZigBee interface, the WHART interface, and the virtual network interface all work in a kernel state.
- the invention provides a protocol stack fusion compatible system, comprising a gateway, a Zigbee device, and a wireless high speed channel addressable remote sensor (WHART) device; the Zigbee device is configured to perform a purple bee message with the gateway Interaction
- WHART wireless high speed channel addressable remote sensor
- the WHART device is configured to perform WHART interaction with the gateway;
- the gateway device includes a Zigbee interface, a wireless high-speed channel addressable remote sensor (WART) interface, and a wireless transceiver chip register;
- Bee interface wireless high speed channel addressable Remote sensor interface, virtual network interface connected to the register;
- the ZigBee interface is configured to receive, encapsulate, and send a Zigbee network layer message
- the WHART interface is configured to receive, encapsulate, and transmit a wireless high speed channel addressable remote sensor network layer message
- the virtual network interface is configured to perform packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface by performing information interaction with the register.
- the ZigBee interface, the WHART interface, and the virtual network interface all work in a kernel state.
- the data distribution/convergence point is selected according to the similarities and differences, and the compatibility between the ZigBee device and the WirelessHART device is completed by using the same hardware device and different protocol stacks.
- the embodiment of the present invention can uniformly manage the addresses of the embedded terminal devices respectively implementing the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack in the regional network created by the wireless gateway implementing the fusion protocol stack architecture, and design different protocol stacks on the same wireless interface.
- the solution of the embodiment of the present invention can complete the sending and receiving of the packet in the kernel state, thereby avoiding the efficiency loss caused by data forwarding in the user state.
- FIG. 1 is a structural diagram of an apparatus for protocol stack fusion compatibility in an embodiment. Preferred embodiment of the invention
- the gateway for processing only the ZigBee protocol network layer and the gateway device for processing the WHART protocol network layer message can use the same chip and module in the hardware structure, and the embodiment of the present invention focuses on The software is structured to achieve compatibility with both.
- the protocol stack fusion compatible device located in the gateway includes a Zigbee interface 10, a Wireless High Speed Channel Addressable Remote Sensor (WHART) interface 11, and a wireless transceiver chip register 12;
- the wireless high speed channel can address the remote sensor interface 11, and the virtual network interface 13 to which the register 12 is connected.
- the ZigBee interface 10 is configured to receive, encapsulate, and send a Zigbee network layer message;
- the WHART interface 11 is configured to receive, encapsulate, and transmit a wireless high speed channel addressable remote sensor network layer message;
- the virtual network interface 13 is configured to perform packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface by performing information interaction with the register.
- the virtual network interface 13 is further configured to receive and transmit a message from the ZigBee interface and/or the WHART interface based on a message transceiving status learned from the radio transceiver chip register.
- a message sequence (which is used to serialize the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack sent from the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack) can be constructed from the Zigbee interface and the WHART interface, which may be a first-in first-out sequence, according to The message sequence is sent in the sequence.
- the virtual network interface 13 is further configured to flood the message received from the wireless link to the Zigbee interface and the WHART interface according to the message transmission and reception status learned from the wireless transceiver chip register.
- a bridge model can be implemented in the message receiving part, and the received data message is flooded to the zigbeeX and whartX interfaces.
- the wireless transceiver chip register 12 further stores a wireless channel state for transmitting and receiving a message, and the virtual network interface can also learn from the wireless transceiver chip register that the wireless channel state for performing packet transmission and reception is normal, and executing the purple Packets are sent and received on the bee interface and the WHART interface.
- ZigBee, WirelessHART and other non-Ethernet protocol protocols are implemented directly in the user mode, in the user state through the device file handle, or raw socket to get data from the driver or send data to the driver, The data received and sent will inevitably be copied in the user mode and the kernel state, affecting performance. Therefore, in the embodiment of the present invention, the ZigBee interface, the WHART interface and the virtual network interface can be set to work in the kernel state, that is, the packets are sent and received and encapsulated in the kernel state, so that the ZigBee, WirelessHART protocol can be implemented in the kernel. TCP/IP, and then set a new custom protocol scheme to complete the process of forwarding packets from the driver to different protocol stacks, avoiding the loss of efficiency caused by user data forwarding.
- the protocol stack fusion compatible method applied to the foregoing device includes: the gateway device receives, encapsulates, and sends the Zigbee network layer message through the ZigBee interface; receives, encapsulates, and transmits the wireless high-speed channel addressable remote sensor network layer report through the WHART interface; Transmitting and receiving packets with the Zigbee interface and the WHART interface through information exchange with the register through the virtual network interface.
- the gateway device receives, by the virtual network interface, a message from the ZigBee interface and/or the WHART interface according to a message receiving and receiving status learned from the wireless transceiver chip register, and transmits the message.
- the gateway device may also receive and transmit a message from the ZigBee interface and/or the WHART interface according to a message receiving and receiving status learned from the wireless transceiver chip register.
- a message sequence (which is used to serialize the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack sent from the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack) can be constructed from the Zigbee interface and the WHART interface, which may be a first-in first-out sequence, according to The message sequence is sent in the sequence.
- the gateway device floods the message received from the wireless link to the ZigBee interface and the WHART interface according to the message receiving and receiving status learned from the wireless transceiver chip register through the virtual network interface, preferably In the message receiving link, a bridge model can be implemented in the design, and the received data message is flooded to the zigbeeX and whartX interfaces.
- the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack have a header recognition process. The packets belonging to you are discarded.
- the gateway device performs, by the virtual network interface, the packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface according to the state of the wireless channel for performing packet transmission and reception learned from the wireless transceiver chip register.
- the protocol stack fusion compatible method includes steps 1 to 5:
- Step 1 Implement the network layer and the application layer of the ZigBee protocol, and implement the virtual interface zigbeeX, process the encapsulation of the ZigBee network layer packet in the zigbeeX send function, and point the next port of the packet to the zigbeeX below.
- Step 2 Implement the WirelessHART network layer and above layers, and implement the virtual interface whartX.
- whartX send function process the encapsulation of the WirelessHART network layer message, and point the next port of the 3 ⁇ 4 text to the zigbeeX below.
- Step 3 Implement the core virtual network interface zteiotX, handle interaction with 802.15.4 chip registers, including receive and transmit status detection, and wireless channel detection.
- Step 4 Design a data message queue for the zteiotX virtual interface.
- design a message sending task for the zteiotX virtual interface which is used to report the queue. The texts are sent one by one.
- Step 5 Implement a bridge model for the zteiotX virtual interface design. In the initialization phase, zigbeeX and whartX are hanged under this bridge. In the packet receiving session, when the data packet is received, the packet is flooded. zigbeeX and whartX interfaces.
- Embodiments of the present invention also provide a protocol stack fusion compatible system, including a gateway, a Zigbee device, and a wireless high speed channel addressable remote sensor (WHART) device.
- a protocol stack fusion compatible system including a gateway, a Zigbee device, and a wireless high speed channel addressable remote sensor (WHART) device.
- WHART wireless high speed channel addressable remote sensor
- the Zigbee device is configured to perform a purple bee message interaction with the gateway;
- the WHART device is configured to perform WHART interaction with the gateway;
- the gateway device includes a Zigbee interface, a wireless high-speed channel addressable remote sensor (WART) interface, and a wireless transceiver chip register;
- Bee interface wireless high speed channel addressable remote sensor interface, virtual network interface connected to the register;
- the ZigBee interface is configured to receive, encapsulate, and send a Zigbee network layer message
- the WHART interface is configured to receive, encapsulate, and transmit a wireless high speed channel addressable remote sensor network layer message
- the virtual network interface is configured to perform packet transmission and reception with the Zigbee interface and the WHART interface by performing information interaction with the register.
- the wireless gateway can self-organize into a regional network within a range of 70 to 100 meters.
- an embedded device that implements the ZigBee or WirelessHART protocol enters the coverage of the wireless gateway, it will be in the wireless gateway.
- the regional network address is automatically obtained, and the regional network created by the wireless gateway is added to implement the networking of the ZigBee device and the WirelessHART device in a compatible manner.
- the embodiment of the present invention can uniformly manage the addresses of the embedded terminal devices respectively implementing the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack in the regional network created by the wireless gateway implementing the fusion protocol stack architecture, and design different protocol stacks on the same wireless interface. Message distribution, the integration of ZigBee and WirelessHART in the wireless gateway.
- the embodiment of the present invention can uniformly manage the addresses of the embedded terminal devices respectively implementing the ZigBee protocol stack and the WirelessHART protocol stack in the regional network created by the wireless gateway implementing the fusion protocol stack architecture, and design different protocol stacks on the same wireless interface. Message distribution, the integration of ZigBee and WirelessHART in wireless gateway
Abstract
一种协议栈融合兼容的装置及方法及系统，所述装置包括紫蜂接口、WHART接口、无线收发芯片寄存器；还包括分别与紫蜂接口、无线高速通道可寻址远程传感器接口、寄存器相连接的虚拟网络接口；所述紫蜂接口，用于接收、封装、发送紫蜂网络层报文；所述WHART接口，用于接收、封装、发送无线高速通道可寻址远程传感器网络层报文；所述虚拟网络接口，用于通过与所述寄存器进行信息交互，执行与所述紫蜂接口和WHART接口的报文收发。
Description
一种协议栈融合兼容的装置及方法及系统 技术领域
本发明涉及物联网异种协议栈融合领域， 尤其涉及一种协议栈融合兼容 的装置及方法及系统。
背景技术
在流程工业、 智能家居、 交通运输、 智能医疗等领域中， 常涉及到基于 无线通讯的信息系统应用， 其中比较常见的就有无线高速通道可寻址远程传 感器（ WirelessHART或 WHART,全称 Wireless Highway Addressable Remote Transducer)协议和紫蜂 ( ZigBee )协议。
WirelessHART是第一个开放式的可互操作无线通信标准， 于 2008年 9 月正式获得 IEC的认可， 成为公共可用的规范（IEC/PAS 62591Ed.l ) , 此标 准也是全球第一个获得这一级别国际谁的工业无线通讯技术。
Zigbee是基于 IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。 根据此协议规定 的技术是一种短距离、 低功耗的无线通信技术， 其特点是近距离、 低复杂度、 自组织、 低功耗、 低数据速率、 低成本， 主要适合用于自动控制和远程控制 领域， 可以嵌入各种设备。 简而言之， ZigBee就是一种便宜的， 低功耗的近 距离无线组网通讯技术。
以这两种技术为代表的工业无线数据应用越来越普遍地应用到现场智能 仪表和控制室设备， 应用的业务包括远程抄表， 温湿度和压力监测等等。 随 着物联网的兴起， 能兼容 ZigBee设备和 WirelessHART设备的网关型设备的 地位越来越突出，这对于使用 WirelessHART设备或 ZigBee设备的用户而言， 原来的设备、 工具、 培训、 应用软件和工作流程都可继续保留使用， 而且能 随着支持 WirelessHART和 ZigBee无线标准的供应商产品化的进程继续升级 更多更好的应用。
ZigBee设备和 WirelessHART设备的数据兼容得益于 IEEE 802.15.4标准 组的努力， 这两种无线协议都是基于 IEEE802.15.4硬件标准的， 这使得基于
两种协议的应用数据互通成为可能。 具体如何实现两者融合兼容是需要解决 的技术问题。 发明内容
本发明实施例提供一种协议栈融合兼容的装置及方法及系统， 为实现
ZigBee和 WirelessHART的协议栈兼容提供解决方案。
本发明提供的一种协议栈融合兼容的装置， 位于网关， 所述装置包括紫 蜂接口、 无线高速通道可寻址远程传感器 ( WHART )接口、 无线收发芯片寄 存器； 还包括分别与紫蜂接口、 无线高速通道可寻址远程传感器接口、 寄存 器相连接的虚拟网络接口；
所述紫蜂接口， 设置为接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文；
所述 WHART接口， 设置为接收、 封装、 发送无线高速通道可寻址远程 传感器网络层报文；
所述虚拟网络接口， 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所 述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
上述装置还可以具有以下特点：
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报 文收发状态， 从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。
上述装置还可以具有以下特点：
所述虚拟网络接口， 还设置为将从所述紫蜂接口和所述 WHART接口接 收的报文构建序列， 按照序列中报文的顺序进行报文发送。
上述装置还可以具有以下特点：
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报 文收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述 WHART接口。
上述装置还可以具有以下特点：
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的用
于进行报文收发的无线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接 口的报文收发。
上述装置还可具有以下特点：
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均工作在内核态。
本发明提供的一种协议栈融合兼容的方法， 包括： 网关装置通过紫蜂接 口接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文； 通过 WHART接口接收、 封装、 发送 无线高速通道可寻址远程传感器网络层报文； 通过虚拟网络接口通过与所述 寄存器进行信息交互， 实现与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
上述方法还可以具有以下特点：
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的报文收发状态，从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。
上述方法还可以具有以下特点：
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的报文收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述 WHART接口。
上述方法还可以具有以下特点：
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的用于进行报文收发的无线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
上述方法还可以具有以下特点：
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均工作在内核态。
本发明提供的一种协议栈融合兼容的系统， 包括网关、 紫蜂设备， 无线 高速通道可寻址远程传感器（WHART )设备； 所述紫蜂设备， 设置为与所述网关进行紫蜂报文交互；
所述 WHART设备， 设置为与所述网关进行 WHART ^艮文交互； 所述网关装置包括紫蜂接口、无线高速通道可寻址远程传感器（ WHART ) 接口、 无线收发芯片寄存器； 还包括分别与紫蜂接口、 无线高速通道可寻址
远程传感器接口、 寄存器相连接的虚拟网络接口；
所述紫蜂接口， 设置为接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文；
所述 WHART接口， 设置为接收、 封装、 发送无线高速通道可寻址远程 传感器网络层报文；
所述虚拟网络接口， 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所 述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
上述系统还可以具有以下特点：
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均工作在内核态。 本发明 实施例在透彻分析两种协议的基础上， 根据其异同点选定数据分发 /汇聚点， 利用相同的硬件设备和不同的协议栈完成对 ZigBee设备和 WirelessHART设 备的兼容。 本发明实施例可以在实现本融合协议栈架构的无线网关创建的区 域网中， 统一管理分别实现 ZigBee协议栈、 WirelessHART协议栈的嵌入式 终端设备的地址， 并在同一无线接口上设计不同协议栈的消息分发， 实现无 线网关中 ZigBee与 WirelessHART的融合。 此外， 本发明实施例的方案可以 在内核态完成报文的收发，避免了在用户态进行数据转发所带来的效率损耗。
附图概述
图 1是实施例中协议栈融合兼容的装置的结构图。 本发明的较佳实施方式
发明实施例中， 只用于处理 ZigBee协议网络层 4艮文的网关和只用于处理 WHART协议网络层报文的网关装置在硬件结构上可以使用相同的芯片及模 块， 本发明实施例着重在软件结构上进行处理获得兼容两者的效果。
如图 1所示， 位于网关中的协议栈融合兼容的装置包括紫蜂接口 10、 无 线高速通道可寻址远程传感器（WHART )接口 11、 无线收发芯片寄存器 12; 还包括分别与紫蜂接口 10、 无线高速通道可寻址远程传感器接口 11、 寄存器 12相连接的虚拟网络接口 13。
紫蜂接口 10, 设置为接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文；
WHART接口 11 , 设置为接收、 封装、 发送无线高速通道可寻址远程传 感器网络层报文；
虚拟网络接口 13 , 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所述 紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
虚拟网络接口 13 , 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报文 收发状态，从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。较佳的， 可以将从所述紫蜂接口和所述 WHART接口接收的报文构建序列 （用于序列 化 ZigBee协议栈和 WirelessHART协议栈送下来的报文， 可以为先入先出序 列） ， 按照序列中报文的顺序进行报文发送。
虚拟网络接口 13 , 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报文 收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述 WHART 接口。 较佳的， 可以在报文接收环节， 设计中实现一个桥的模型， 将收到的 数据报文洪泛给 zigbeeX和 whartX接口中。
无线收发芯片寄存器 12中还保存有用于进行报文收发的无线信道状态， 虚拟网络接口还可以从所述无线收发芯片寄存器获知用于进行报文收发的无 线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
在 Linux系统中， ZigBee, WirelessHART等非以太报文协议釆用的方案都 是直接将协议实现在用户态， 在用户态通过设备文件句柄， 或 raw socket来 从驱动获取数据或发送数据到驱动， 收、 发的数据势必会在用户态、 内核态 进行反复拷贝， 影响性能。 因此， 本发明实施例中， 紫蜂接口， WHART接 口和虚拟网络接口可设置成均工作在内核态， 即均在内核态执行报文的收发 和封装 ,从而可以实现在内核将 ZigBee, WirelessHART协议 TCP/IP化 , 然后 为其设定新的自定义协议的方案， 从而完成从驱动来的报文向不同协议栈转 发的过程， 避免了用户态进行数据转发所带来的效率损耗。
应用于上述装置的协议栈融合兼容的方法包括： 网关装置通过紫蜂接口 接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文； 通过 WHART接口接收、 封装、 发送无 线高速通道可寻址远程传感器网络层报文； 通过虚拟网络接口通过与所述寄 存器进行信息交互， 实现与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的报文收发状态，从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。
网关装置还可以根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报文收发状态， 从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。 较佳的， 可以将从 所述紫蜂接口和所述 WHART接口接收的报文构建序列 （用于序列化 ZigBee 协议栈和 WirelessHART协议栈送下来的报文， 可以为先入先出序列）， 按照 序列中报文的顺序进行报文发送。
网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获知的 报文收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述 WHART接口， 较佳的， 可以在报文接收环节， 设计中实现一个桥的模型， 将收到的数据报文洪泛给 zigbeeX和 whartX接口中， 由 ZigBee协议栈和 WirelessHART协议栈有报文头识别的过程中将不属于自己的报文丟弃。 所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的用于进行报文收发的无线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
下面通过具体实施例详细说明实现过程， 协议栈融合兼容的方法包括步 骤 1至步骤 5:
步骤 1 : 实现 ZigBee协议的网络层及应用层， 并实现虚拟接口 zigbeeX, 在 zigbeeX的发送函数中处理 ZigBee网络层报文的封装， 并将报文的下一个 端口指向下面的 zigbeeX。
步骤 2: 实现 WirelessHART 网络层及以上各层协议， 并实现虚拟接口 whartX, 在 whartX的发送函数中处理 WirelessHART网络层报文的封装， 并 将"¾文的下一个端口指向下面的 zigbeeX。
步骤 3: 实现核心的虚拟网络接口 zteiotX, 处理与 802.15.4芯片寄存器 的交互， 包括收、 发状态检测， 无线信道检测。
步骤 4:为 zteiotX虚拟接口设计一个数据报文队列，在用于序列化 ZigBee 协议栈和 WirelessHART协议栈送下来的报文， 为 zteiotX虚拟接口设计一个 报文发送任务， 用于将队列中的报文一个一个发送出去。
步骤 5: 为 zteiotX虚拟接口设计中实现一个桥的模型， 在初始化阶段将 zigbeeX和 whartX挂在这个桥下， 在报文接收环节， 当收到的数据报文的时 候， 将报文洪泛给 zigbeeX和 whartX接口中。
本发明实施例还提供了一种协议栈融合兼容的系统， 包括网关、 紫蜂设 备， 无线高速通道可寻址远程传感器（WHART )设备。
所述紫蜂设备， 设置为与所述网关进行紫蜂报文交互；
所述 WHART设备， 设置为与所述网关进行 WHART ^艮文交互； 所述网关装置包括紫蜂接口、无线高速通道可寻址远程传感器（ WHART ) 接口、 无线收发芯片寄存器； 还包括分别与紫蜂接口、 无线高速通道可寻址 远程传感器接口、 寄存器相连接的虚拟网络接口；
所述紫蜂接口， 设置为接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文；
所述 WHART接口， 设置为接收、 封装、 发送无线高速通道可寻址远程 传感器网络层报文；
所述虚拟网络接口， 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所 述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
基于本发明实施例的方案，无线网关可以在 70~100米的范围内自组织成 一个区域网， 当实现了 ZigBee或 WirelessHART协议的嵌入式设备在进入无 线网关的覆盖范围时， 会在无线网关中融合协议栈架构下， 自动获取区域网 地址， 加入该无线网关创建的区域网， 实现兼容性地对 ZigBee 设备和 WirelessHART设备的组网。本发明实施例可以在实现本融合协议栈架构的无 线网关创建的区域网中， 统一管理分别实现 ZigBee协议栈、 WirelessHART 协议栈的嵌入式终端设备的地址， 并在同一无线接口上设计不同协议栈的消 息分发， 实现无线网关中 ZigBee与 WirelessHART的融合。
需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特 征可以相互任意组合。 当然， 本发明还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的
但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
工业实用性
本发明实施例可以在实现本融合协议栈架构的无线网关创建的区域网 中， 统一管理分别实现 ZigBee协议栈、 WirelessHART协议栈的嵌入式终端 设备的地址， 并在同一无线接口上设计不同协议栈的消息分发， 实现无线网 关中 ZigBee与 WirelessHART的融合
Claims
1、 一种协议栈融合兼容的装置， 位于网关，
所述装置包括紫蜂接口、 无线高速通道可寻址远程传感器 ( WHART )接 口和无线收发芯片寄存器； 还包括分别与紫蜂接口、 无线高速通道可寻址远 程传感器接口以及寄存器相连接的虚拟网络接口；
所述紫蜂接口， 设置为接收、 封装以及发送紫蜂网络层报文；
所述 WHART接口， 设置为接收、 封装以及发送无线高速通道可寻址远 程传感器网络层报文；
所述虚拟网络接口， 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所 述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
2、 如权利要求 1所述的装置， 其中，
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报 文收发状态， 从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。
3、 如权利要求 2所述的装置， 其中，
所述虚拟网络接口， 还设置为将从所述紫蜂接口和所述 WHART接口接 收的报文构建序列， 按照序列中报文的顺序进行报文发送。
4、 如权利要求 1所述的装置， 其中，
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的报 文收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述 WHART接口。
5、 如权利要求 1、 2、 3、 4所述的装置， 其中，
所述虚拟网络接口， 还设置为根据从所述无线收发芯片寄存器获知的用 于进行报文收发的无线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接 口的报文收发。
6、 如权利要求 1-5任一项所述的装置， 其中，
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均设置为工作在内核态。
7、 一种协议栈融合兼容的方法， 其包括：
网关装置通过紫蜂接口接收、 封装以及发送紫蜂网络层报文； 通过无线 高速通道可寻址远程传感器（WHART )接口接收、封装以及发送无线高速通 道可寻址远程传感器网络层报文； 通过虚拟网络接口通过与所述寄存器进行 信息交互， 实现与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
8、 如权利要求 7所述的方法， 其中，
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的报文收发状态，从所述紫蜂接口和 /或所述 WHART接口接收报文并发送。
9、 如权利要求 7所述的方法， 其中，
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的报文收发状态， 将从无线链路接收到的报文洪泛到所述紫蜂接口和所述
WHART接口。
10、 如权利要求 7、 8或 9所述的方法， 其中，
所述网关装置通过所述虚拟网络接口根据从所述无线收发芯片寄存器获 知的用于进行报文收发的无线信道状态正常后， 执行与所述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
11、 如权利要求 7-10任一项所述的方法， 其中，
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均工作在内核态。
12、 一种协议栈融合兼容的系统， 包括网关、 紫蜂设备， 无线高速通道 可寻址远程传感器（WHART )设备、 其中，
所述紫蜂设备， 设置为与所述网关进行紫蜂报文交互；
所述 WHART设备， 设置为与所述网关进行 WHART ^艮文交互； 所述网关装置包括紫蜂接口、无线高速通道可寻址远程传感器（ WHART ) 接口和无线收发芯片寄存器； 还包括分别与紫蜂接口、 无线高速通道可寻址 远程传感器接口和寄存器相连接的虚拟网络接口；
所述紫蜂接口， 设置为接收、 封装、 发送紫蜂网络层报文；
所述 WHART接口， 设置为接收、 封装、 发送无线高速通道可寻址远程
传感器网络层报文；
所述虚拟网络接口， 设置为通过与所述寄存器进行信息交互， 执行与所 述紫蜂接口和 WHART接口的报文收发。
13、 如权利要求 12所述的系统， 其中，
所述紫蜂接口、 WHART接口和虚拟网络接口均设置为工作在内核态。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1531300A (zh) * | 2003-03-17 | 2004-09-22 | 华为技术有限公司 | 多协议兼容性的实现方法 |
| CN1607786A (zh) * | 2003-10-13 | 2005-04-20 | 华为技术有限公司 | 媒体网关控制协议应用适配兼容的实现方法 |
| CN2896710Y (zh) * | 2005-07-01 | 2007-05-02 | 北京邮电大学 | 紫蜂无线跟踪定位系统 |
| US20090083459A1 (en) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Divyasimha Harish | Universal interface compatibility of a sensor |
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| CN101425948B (zh) * | 2008-10-23 | 2011-10-26 | 上海大学 | 工业无线网接入工业以太网和现场总线的多协议网关及协议转换方法 |
| CN201750562U (zh) * | 2010-07-31 | 2011-02-16 | 大连工业大学 | 用于无线传感网络同因特网、移动通信网互联的装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1531300A (zh) * | 2003-03-17 | 2004-09-22 | 华为技术有限公司 | 多协议兼容性的实现方法 |
| CN1607786A (zh) * | 2003-10-13 | 2005-04-20 | 华为技术有限公司 | 媒体网关控制协议应用适配兼容的实现方法 |
| CN2896710Y (zh) * | 2005-07-01 | 2007-05-02 | 北京邮电大学 | 紫蜂无线跟踪定位系统 |
| US20090083459A1 (en) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Divyasimha Harish | Universal interface compatibility of a sensor |
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