專利名稱：：無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端及應用方法
技術領域：
：本發(fā)明是一種實現AdHoc(無線自組織網絡)網絡與因特網(因特網)互聯的設備，其作用是通過該互連終端將AdHoc網絡接入因特網。屬于無線網絡融合領域。
背景技術：
：近年來，移動通信技術得到了飛速的發(fā)展和普及。移動通信和因特網技術的結合給人們的生活方式和生活質量帶來了前所未有的巨大變化，越來越多的用戶希望在移動的過程中高速的接入因特網。但現有的諸如無線局域網(WLAN)從網絡層面上看是一個單跳網，覆蓋較小，移動性能差。如果僅僅通過安裝足夠多的接入點AP以滿足節(jié)點的無縫接入，則必然大大提高整個網絡的成本。用移動AdHoc網絡來代替現有的無線接入網，在移動終端與接入點之間可以建立多跳無線鏈路來進行通信，那么在移動AdHoc網中只要有一個或者是多個移動節(jié)點處于接入點AP覆蓋范圍之內，其它范圍之外的的移動節(jié)點就可以借助于這些中間節(jié)點來進行分組轉發(fā)與外地代理進行多跳通信。這樣實現的網絡互聯可以大大擴展現有無線網絡的覆蓋范圍，且不以增加接入點AP為代價。組成的網絡更加靈活，快捷，還可以解決無線局域網單跳連接所造成的盲區(qū)問題。
發(fā)明內容技術問題本發(fā)明的目的是構造一個互聯式終端，使得可以通過該終端將AdHoc網絡接入因特網，以實現二者的融合。該終端需要具備兩個網絡接口，同時與AdHoc網絡和因特網相連，實現數據的接收與轉發(fā)。技術方案本發(fā)明的無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端包括嵌入式處理器、閃存模塊、內存模塊、接口轉換芯片、電源轉換芯片、PCMCIA插槽、無線網卡、撥號模塊；該終端以嵌入式處理器為中心，即嵌入式處理器分別與閃存模塊、內存模塊、撥號模塊相連接，嵌入式處理器通過接口轉換芯片與電源轉換芯片、PCMCIA插槽相連接，PCMCIA插槽再分別與電源轉換芯片、無線網卡相連接；由無線網卡和撥號模塊提供兩個數據接口。無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端的應用方法為1)將該設備通過由無線網卡提供的數據接口以無線多跳的方式與AdHoc網絡相連，2)將該設備通過由撥號模塊提供的數據接口與因特網相連，3)將AdHoc網絡中各節(jié)點的網絡ID設置為AdHoc，為了防止外部節(jié)點的入侵，還需要設置AdHoc網絡中各節(jié)點ENC，只有ESSID和ENC相同的節(jié)點間才可以互相通信；4)為該設備設定包過濾規(guī)則，并在該嵌入式互聯終端中運行該規(guī)則，使其能將AdHoc網絡中的分組路由到因特網中去或是將因特網中的分組轉發(fā)至AdHoc網絡，以實現二者的互聯。具體實施時有以下兩種情況一.AdHoc子網中的終端訪問因特網網絡資源1)AdHoc子網終端發(fā)起訪問請求，試圖與因特網中某網絡節(jié)點進行通信，終端通過多跳與該設備相連。2)該設備無線網卡收到訪問請求后，向嵌入式處理器提起中斷。3)嵌入式處理器響應中斷，通過撥號模塊轉發(fā)該訪問請求至因特網。4)因特網中的目標節(jié)點獲知請求后做出適當響應，響應通過撥號模塊到達該設備。5)撥號模塊收到響應后，向嵌入式處理器提起中斷。6)嵌入式處理器響應中斷，通過無線網卡轉發(fā)至AdHoc子網。7)AdHoc子網終端獲取該響應。二.因特網網絡節(jié)點訪問AdHoc子網1)因特網網絡節(jié)點發(fā)起訪問請求，試圖與AdHoc子網中某子網終端進行通信，節(jié)點通過撥號模塊該設備相連。2)撥號模塊收到訪問請求后，向嵌入式處理器提起中斷。3)嵌入式處理器響應中斷，通過無線網卡轉發(fā)該訪問請求至AdHoc子網。4)AdHoc子網終端獲知請求后做出適當響應，響應通過多跳方式經由無線網卡到達該設備。5)無線網卡收到響應后，向嵌入式處理器提起中斷。6)嵌入式處理器響應中斷，通過撥號模塊轉發(fā)至因特網。7)因特網網絡節(jié)點獲取該響應。有益效果該設備完成以上步驟就可以實現網絡的融合。AdHoc網絡中的終端可以通過該設備實現對因特網的訪問，擴大因特網的覆蓋范圍。實驗環(huán)境配置及功能測試實驗配置三個節(jié)點，一臺PC機，一個筆記本，分別裝有802.11b無線網卡，另一網關由嵌入式互聯終端擔任，以網關AP的方式將AdHoc子網通過PSTN連接因特網。并進行了AODV路由協(xié)議的配置，使它們同樣具有多跳傳輸的功能，用它們搭建了一個跨平臺的無線多跳環(huán)境。實驗過程中，筆記本數據通過PC機中轉兩跳到達網關節(jié)點，并通過PSTN連接到達因特網，反之亦然。通過運行FTP文件傳送程序，大致速率可以達到10k左右。圖1為互聯終端內部模塊連接示意圖-圖2為嵌入式處理器1與接口轉換芯片4讀寫使能引腳連接圖-圖3為嵌入式處理器1與接口轉換芯片4中斷連接圖圖4為接口轉換芯片4與PCMCIA插槽6連接圖圖5為電源轉換芯片5與接口轉換芯片4和PCMCIA插槽6連接圖。具體實施方式1.將本嵌入式移動終端通過Modem撥號的方式連接到因特網。2.同時對一臺筆記本，一臺PC機，和本嵌入式終端進行了AODV路由協(xié)議的配置，使它們同樣具有多跳傳輸的功能，用它們搭建一個跨平臺的無線多跳環(huán)境。3.將無線網卡的ESSID(外部網絡ID)全設置為AdHoc。為了防止外部節(jié)點的入侵，設置無線網卡的ENC。只有ESSID和ENC相同的節(jié)點間才可以互相通信。4.在嵌入式終端側配置NAT協(xié)議實現包過濾。5.筆記本與PC機與該嵌入式終端組成AdHoc網絡并通過該嵌入式終端接入因特網。本發(fā)明采用主頻203MHz、ARM920T內核的處理器S3C2410。實現步驟為硬件實施步驟1)其中嵌入式處理器S3C2410，FLASH模塊、RAM模塊構成該嵌入式系統(tǒng)的核心。2)在S3C2410的HostBus總線上擴展出類似ISA總線的數據線、地址線以及功能信號，并與PD6710的ISA總線接口的對應引腳相連。具體連接及擴展方式如下數據線連接將S3C2410的低16位數據引腳與PD6710的數據引腳對應連接并設置PD6710的S朋E+引腳電平為低以使PD6710工作在16bit。地址線連接使用nGCS2作為片選使能將接在了bank2地址空間，將S3C2410的低23位地址引腳與PD6710的地址引腳對應連接。中斷的連接使用的INTR作為管理中斷，連接到S3C2410的EINT3中斷引腳上，使用PD6710的3號中斷作為卡中斷，連接到S3C2410的EINT4中斷引腳上。主要功能引腳的擴展及連接根據一個簡單邏輯通過S3C2410的ADDR23與nOE，nWE引腳產生nIOWR、nIORD、nMEMWR、nMEMRD四種功能引腳，并與PD6710的對應引腳相連。3)將PD6710的PCMCIA插槽接口的引腳與PCMCIA插槽對應的引腳相連，由于PD6710采用全緩沖的PCMCIA插槽接口，所以不需要額外設置PCMCIA插槽緩沖，直接連接即可。4)PD6710通過電源轉換芯片TPS2211為單PCCard的系統(tǒng)提供一個集成的電源管理解決方法，為SOCKET_VCC,SOCKET_VPP供電。具體連接方式為首先將PD6710的5V_DET引腳與PCMCIA插槽的VSl引腳相連，決定外設需要的工作電壓是3.3v還是5v。然后根據規(guī)則將PD6710中-VCC—3、-VCC_5、VPP_VCC、VPP—PGM與TPS2211對應引腳相連。5)將802.1lb無線網卡通過PCMCIA插槽與S3C2410相連，802.llb無線網卡提供的數據接口以無線多跳的方式與AdHoc網絡中設備通信。6)Modem通過TTL電平的串口與處理器S3C2410相連，Modem提供的數據接口通過撥號的方式與因特網相連。軟件實施步驟1)利用JTAG將引導程序PPCBOOT燒寫到開發(fā)板的FLASH里面。2)利用引導程序bootloader通過TFTP命令把Linux編譯后生成的壓縮內核zlmage首先下載到RAM里，然后再通過fl命令固化到FLASH中。3)創(chuàng)建一個基于Ext2fs的嵌入式LINUX的根文件系統(tǒng)Ramdisk。再將文件系統(tǒng)映像文件ramdisk.imagemount到目錄ramdisk中，添加應用程序，壓縮新生成的文件系統(tǒng)映像文件ramdisk.image，生成Linux內核映像文件ramdisk.image,gz，然后燒寫ramdisk.image,gz至(JFlash中。4)移植PCMCIA接口驅動將驅動源代碼編譯成目標模塊并加載到系統(tǒng)中去。5)Modem撥號連接因特網在linux系統(tǒng)kernel中配置支持ppp功能，編譯適合處理器格式的pppd和chat程序，編寫撥號腳本，實現自動撥號，設置DNS解析。6)重新編譯安裝開放源碼工具WirelessExtension,使得可以使用iwconfig等命令來對無線網卡和無線網絡進行配置。接著在其中嵌入AdHoc路由協(xié)議A0DV，并且將IPv4的轉發(fā)功能打開，即設置ip_forward=l，同時再將無線網卡的工作模式設置成為Ad-Hoc模式。7)在嵌入式終端側配置NAT協(xié)議，通過Iptables工具實現包過濾。具體實施時有以下兩種情況一.AdHoc子網中的終端訪問因特網網絡資源1)AdHoc子網終端發(fā)起訪問請求，試圖與因特網中某網絡節(jié)點進行通信，終端通過多跳與該設備相連。2)該設備無線網卡收到訪問請求后，向嵌入式處理器l提起中斷。3)嵌入式處理器l響應中斷，通過撥號模塊8轉發(fā)該訪問請求至因特網。4)因特網中的目標節(jié)點獲知請求后做出適當響應，響應通過撥號模塊8到達該設備。5)撥號模塊8收到響應后，向嵌入式處理器l提起中斷。6)嵌入式處理器l響應中斷，通過無線網卡7轉發(fā)至AdHoc子網。7)AdHoc子網終端獲取該響應。二.因特網網絡節(jié)點訪問AdHoc子網1)因特網網絡節(jié)點發(fā)起訪問請求，試圖與AdHoc子網中某子網終端進行通信，節(jié)點通過撥號模塊8該設備相連。2)撥號模塊8收到訪問請求后，向嵌入式處理器l提起中斷。3)嵌入式處理器1響應中斷，通過無線網卡7轉發(fā)該訪問請求至AdHoc子網。4)AdHoc子網終端獲知請求后做出適當響應，響應通過多跳方式經由無線網卡7到達該設備。5)無線網卡7收到響應后，向嵌入式處理器l提起中斷。6)嵌入式處理器l響應中斷，通過撥號模塊8轉發(fā)至因特網。7)因特網網絡節(jié)點獲取該響應。權利要求1、一種無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端，其特征在于該終端包括嵌入式處理器(1)、閃存模塊(2)、內存模塊(3)、接口轉換芯片(4)、電源轉換芯片(5)、PCMCIA插槽(6)、無線網卡(7)、撥號模塊(8)；該終端以嵌入式處理器(1)為中心，即嵌入式處理器(1)分別與閃存模塊(2)、內存模塊(3)、撥號模塊(8)相連接，嵌入式處理器(1)通過接口轉換芯片(4)與電源轉換芯片(5)、PCMCIA插槽(6)相連接，PCMCIA插槽(6)再分別與電源轉換芯片(5)、無線網卡(7)相連接；由無線網卡(7)和撥號模塊(8)提供兩個數據接口。2、一種應用于權利要求1所述的一種無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端的應用方法，其特征在于該方法為1)將該設備通過由無線網卡(7)提供的數據接口以無線多跳的方式與AdHoc網絡相連，2)將該設備通過由撥號模塊(8)提供的數據接口與因特網相連，3)將AdHoc網絡中各節(jié)點的網絡ID設置為AdHoc，為了防止外部節(jié)點的入侵，還需要設置AdHoc網絡中各節(jié)點ENC，只有ESSID和ENC相同的節(jié)點間才可以互相通信；4)為該設備設定包過濾規(guī)則，并在該嵌入式互聯終端中運行該規(guī)則，使其能將AdHoc網絡中的分組路由到因特網中去或是將因特網中的分組轉發(fā)至AdHoc網絡，以實現二者的互聯。全文摘要無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端及應用方法是一種實現AdHoc(無線自組織網絡)網絡與因特網(因特網)互聯的設備，其作用是通過該互連終端將AdHoc網絡接入因特網。無線自組織網絡與因特網嵌入式互聯終端包括嵌入式處理器(1)、閃存模塊(2)、內存模塊(3)、接口轉換芯片(4)、電源轉換芯片(5)、PCMCIA插槽(6)、無線網卡(7)、撥號模塊(8)；該方法為1)將該設備通過由無線網卡提供的數據接口以無線多跳的方式與AdHoc網絡相連，2)將該設備通過由撥號模塊提供的數據接口與因特網相連，3)將AdHoc網絡中各節(jié)點的網絡ID設置為AdHoc，4)為該設備設定包過濾規(guī)則，并在該嵌入式互聯終端中運行該規(guī)則。文檔編號H04L29/06GK101335671SQ20081002084公開日2008年12月31日申請日期2008年7月29日優(yōu)先權日2008年7月29日發(fā)明者蒙吳,崢朱,晶李申請人:南京郵電大學