基于Linux2.6.24内核的WSN多频段网关设计
3.3 嵌入式Linux网络编程
本设计中通过TD—SCDMA网络接入Internet。WSN子网的某一节点在上电后,网关分配给其一个1 6位的短地址,使其在子网中标识自己,然后周期性地发送其采集到的数据。网关收到传感器节点传送过来的数据之后,进行IEEE 802.15.4协议与以太网协议的转换,为了向网络设备提供透明的接口和区分串口数据的来源,需要制定统一的数据帧格式,所以协议转换后加上slip的帧头,通过串口设备发送给ARM。
ARM在解析了slip帧头之后交给上层以及MAC层,解析以太网头,然后上交给适配层,适配层将对完整的IPv6数据进行压缩或者分片。数据在IPv6层根据邻居发现,找到要发送的网络,并且进行路由转发,经过在MAC层加上相应的MAC头后,经TD模块发送到TD—SCDMA通信网。这样,从子网到TD网络的数据转发结束。
3.3.1 PPP协议简介
PPP是一种提供两个实体之间数据包传输的链路连接设计的链路层协议。这种链路具有全双工操作、实现流量和差错控制等功能,并按照顺序传递数据包。可以通过拨号或者专线方式,让客户端和服务端建立起一种点对点的连接,传递数据。
3.3.2 建立拨号连接
在Linux系统中,通过PPP可以将主机与一个PPP服务器连接并进入该服务器所连接的网络资源,就好像直接连上那个网络一样。建立一个PPP连接上网主要有以下步骤:第一步是调用会话程序。然后会话程序通过发送AT指令给3G模块,完成拨号、身份验证、配置等工作。最后,客户端的pppd程序与服务器端的pppd程序进行握手,建立好连接,相互传递数据。多频段网关建立网络连接流程图如图8所示。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/159421.htm
3.4 应用程序的设计
由于数据来源于4个频段子网汇聚节点的串口,因此网关的应用程序采集多频段子网汇聚节点数据部分设计上采用Linux系统中的多设备读取机制select(I/O多工机制)来实现对多个串口的监听。多串口采集数据的流程如图9所示。
4 实例测试
图10为PPP拨号成功后超级终端显示的Linux系统信息截图,拨号目标上位机地址是222.182.101.220,从图中可以看出,PPP拨号成功,并且获得了TD网络分配的IPv4地址10.81.185.15,远程服务器IP为192.200.1.21。
网数据信息图略——编者注。WSN子网数据信息通过网关发送到公网后,TCP/UDP客户端成功接收显示的WSN子网数据信息。
结语
随着物联网时代,TD—SCDMA将促进物联网有效发挥无缝通信的巨大威力,该方案充分利用了互联网和无线通信公用网络资源,将无线传感网技术、嵌入式技术、TD—SCDMA通信有机地结合起来,成功设计了WSN/TD网关,实现了无线传感网与TD—SCDMA网络的融合,在实际应用当中取得了良好的效果。
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