專利名稱：一種基于at91rm9200arm9cpu的網(wǎng)由的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明由ARM9作為CPU，有豐富的接口和功能，有不同的協(xié)議支持，有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明既具 有無線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由功能，又可使不同類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，從而使組網(wǎng)的安全性、靈活性和組網(wǎng)成本 等得到很大改善。
二背景技術(shù)：
由無線傳感網(wǎng)絡(luò)收集的信息和數(shù)據(jù)需要上傳給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，然后由后臺管理軟件來實施有效管理， 達(dá)到環(huán)保領(lǐng)域的節(jié)能效果，比如建筑物內(nèi)的溫濕度節(jié)能控制、電力領(lǐng)域的電力線安全監(jiān)測等，但是由于信 道資源的有限性和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，就可能產(chǎn)生比如信道負(fù)荷重、誤碼率高、系統(tǒng)不穩(wěn)定、成本太高、 浪費嚴(yán)重等，隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)由的出現(xiàn)是必然的趨勢。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由器——網(wǎng)由，它可以實現(xiàn)自組網(wǎng)、 路由等功能，而且可以在不同網(wǎng)絡(luò)之間組網(wǎng)，以節(jié)省大量的建網(wǎng)成本。 名詞解釋
1、 子節(jié)點由各類傳感器為核心的模塊，與上一級節(jié)點(主節(jié)點)在協(xié)議的支持下進(jìn)行雙向無線通 信，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和命令傳遞；
2、 主節(jié)點子節(jié)點的上一級節(jié)點，負(fù)責(zé)收集各自域內(nèi)各個子節(jié)點的數(shù)據(jù)，并在協(xié)議的支持下與網(wǎng)由 進(jìn)行雙向通信， 一個主節(jié)點可以同時跟多個子節(jié)點通信；
3、 網(wǎng)由主節(jié)點的上一級節(jié)點，有路由功能，有隔網(wǎng)作用，在協(xié)議的支持下與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行雙 向通信， 一個網(wǎng)由連接一個主節(jié)點(單口網(wǎng)由)和一個網(wǎng)由連接多個主節(jié)點(多口網(wǎng)由)；
4、 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器后臺管理，各個子節(jié)點收集的數(shù)據(jù)最終在這里匯總，被處理后發(fā)出操作指令。 實現(xiàn)步驟如下
1、 組網(wǎng)，形成自己的域
主節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)指令，在接受范圍內(nèi)，只有符合約定條件的子節(jié)點才會對指令有反應(yīng)，然后這些子節(jié) 點發(fā)出反饋信號給主節(jié)點，它們之間就建立了一個域；
2、 當(dāng)一定頻段內(nèi)有多個域時
當(dāng)一定頻段內(nèi)有多個域時，信道就會變得擁堵，每個域就會搶奪信道資源，這時信道負(fù)荷就會加重， 影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這時就有網(wǎng)由按照算法的約定，控制各個域的數(shù)據(jù)收發(fā)時間和頻度，使信道資源利用最大化，保證信息的準(zhǔn)確性。
3、 主節(jié)點上傳數(shù)據(jù)機(jī)制
主節(jié)點有2種上傳數(shù)據(jù)機(jī)制， 一種是定時發(fā)送，按照算法的約定，每隔一定時間，不管網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)如何， 主節(jié)點都會主動上傳數(shù)據(jù)給網(wǎng)由，顯然這種方式?jīng)]有考慮信道資源、網(wǎng)由狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等多種狀況，當(dāng) 多個主節(jié)點同時上傳時，信道就會擁堵容易上傳失敗和增加誤碼率，網(wǎng)由離線時也會上傳失?。涣硪环N是 在網(wǎng)由的統(tǒng)一調(diào)度下，按照網(wǎng)由的指令上傳數(shù)據(jù)，這種方式有明顯的優(yōu)勢。
4、 網(wǎng)由能主動收集子網(wǎng)的數(shù)據(jù)，如服務(wù)器在線，則把收集到的數(shù)據(jù)按預(yù)先約定好的方式上傳給數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器；如離線，則把數(shù)據(jù)暫存于網(wǎng)由內(nèi)，當(dāng)再次連上網(wǎng)絡(luò)時，主動把離線時暫存的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器；
5、 網(wǎng)由能被動接收子網(wǎng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)子網(wǎng)主動上傳數(shù)據(jù)時，網(wǎng)由能轉(zhuǎn)為接受狀態(tài)并接收數(shù)據(jù)，并且能根 據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，上傳數(shù)據(jù)或者把數(shù)據(jù)暫存于網(wǎng)由內(nèi)。
本發(fā)明的特點是-
1、 因為網(wǎng)由連接了主節(jié)點，所以當(dāng)網(wǎng)由在線時，用戶能通過網(wǎng)絡(luò)査看任意在線節(jié)點的實時狀態(tài)(不 限于同一個子網(wǎng)內(nèi)，可査看任意在線子網(wǎng)節(jié)點的狀態(tài)，因為網(wǎng)由還具有路由的功能)；
2、 通過一個網(wǎng)由，能把幾個子節(jié)點組成一個較小的子網(wǎng)絡(luò)(域)。通過多個網(wǎng)由，能把一個個的域 組成一個大網(wǎng)絡(luò)，并且用戶能實時的查看任意一個子節(jié)點的過去任意時刻的數(shù)據(jù)；
3、 當(dāng)有多個無線網(wǎng)絡(luò)共同工作于同一個頻段時，網(wǎng)由起到了隔離各個網(wǎng)絡(luò)的作用，使每個網(wǎng)絡(luò)可 以通過自己的網(wǎng)由，把數(shù)據(jù)傳到各自特定的服務(wù)器上；
4、 網(wǎng)由具有連接不同網(wǎng)絡(luò)的功能。傳感網(wǎng)多種多樣，不同的傳感網(wǎng)之間通過網(wǎng)由來連接；
5、 網(wǎng)由具有路由的功能。當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)上傳時，數(shù)據(jù)必然經(jīng)過網(wǎng)由，由網(wǎng)由計算到服務(wù)器的最佳 路徑；
6、 內(nèi)置WEB服務(wù)器，能通過WEB來設(shè)置網(wǎng)由。
四

附圖1是本發(fā)明的總體功能模塊示意圖。 附圖2 附圖4是本發(fā)明的整體外觀圖。
五具體實施例方式
參照附圖1，本發(fā)明的技術(shù)方案包括UART1工作串口，用于獲取端機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)。JTAG 口，用于 調(diào)試和維修接口。 SD卡接口，用于插SD卡，臨時保存數(shù)據(jù)。MAX811T組成的復(fù)位電路，用于提供電路上電復(fù)位和手動復(fù)位信號。LM2596組成的開關(guān)電源電路，用于提供整機(jī)電源，輸入能適應(yīng)較寬的電壓。 LED顯示屏，用于提供工作狀態(tài)顯示。DM9161E 10M/100M以太網(wǎng)接口 ，用于和外網(wǎng)相連，發(fā)送數(shù)據(jù)至 服務(wù)器。AT24C128組成的EEPROM,用于存放啟動代碼。2片32MB的SDRAM，用于系統(tǒng)運行處。K9F1206 組成的NAND FLASH,用于存放系統(tǒng)。28F640J3A組成的NOR FLASH,用于存放U-BOOT和保存設(shè) 置的數(shù)據(jù)。此外還配有一個調(diào)試串口。
本發(fā)明的特征是采用了主頻達(dá)180MHz的工業(yè)級ARM9處理器，能快速的處理各種事務(wù)。內(nèi)置64MB 內(nèi)存，采用兩片容量分別為64MB和8MB的FLASH。操作系統(tǒng)為Linux,內(nèi)核版本是2.6.19。帶一個 10M/100M以太網(wǎng)接口，兩個串口，分別用來接主節(jié)點和調(diào)試接口。其中接主節(jié)點的波特率為9600b/s， 接調(diào)試口的波特率為115200b/s。網(wǎng)由還內(nèi)置了 1G容量的SD卡，用來存儲離線時的數(shù)據(jù)。工作電壓為12V， 可由隨機(jī)提供的變壓器提供，能耗小于1W。
權(quán)利要求
一種基于AT91RM9200ARM9CPU的網(wǎng)由，其特征在于包括以下步驟
1、 組網(wǎng)，形成自己的域主節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)指令，在接受范圍內(nèi)，只有符合約定條件的子節(jié)點才會對指令有反應(yīng)，這些子節(jié)點發(fā) 出反饋信號給主節(jié)點，它們之間就建立了一個域；
2、 當(dāng)一定頻段內(nèi)有多個域時當(dāng)一定頻段內(nèi)有多個域時，信道就會變得擁堵，每個域就會搶奪信道資源，這時信道負(fù)荷就會加重， 影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這時就由網(wǎng)由按照算法的約定，控制各個域的數(shù)據(jù)收發(fā)時間和頻度， 使信道資源利用最大化，減少誤碼率，保證信息的準(zhǔn)確性。
3、 主節(jié)點上傳數(shù)據(jù)機(jī)制主節(jié)點有2種上傳數(shù)據(jù)機(jī)制， 一種是定時發(fā)送，按照算法的約定，每隔一定時間，不管網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)如何， 主節(jié)點都會主動上傳數(shù)據(jù)給網(wǎng)由，顯然這種方式?jīng)]有考慮信道資源、網(wǎng)由狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等多種狀況，當(dāng) 多個主節(jié)點同時上傳時，信道就會擁堵容易上傳失敗和增加誤碼率，網(wǎng)由離線時也會上傳失敗；另一種是 在網(wǎng)由的統(tǒng)一調(diào)度下，按照網(wǎng)由的指令上傳數(shù)據(jù)，這種方式有明顯的優(yōu)勢。
4、 網(wǎng)由能主動收集子網(wǎng)的數(shù)據(jù)，如服務(wù)器在線，則把收集到的數(shù)據(jù)按預(yù)先約定好的方式上傳給數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器如離線，則把數(shù)據(jù)暫存丁網(wǎng)由內(nèi)，當(dāng)再次連上網(wǎng)絡(luò)時，主動把離線時暫存的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器；
5、 網(wǎng)由能被動接收子網(wǎng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)子網(wǎng)主動上傳數(shù)據(jù)時，網(wǎng)由能轉(zhuǎn)為接受狀態(tài)并接收數(shù)據(jù)，并且能根 據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，上傳數(shù)據(jù)或者把數(shù)據(jù)暫存于網(wǎng)由內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AT91RM9200 ARM9 CPU的網(wǎng)由，其特征在于包括1) 、根據(jù)連接子節(jié)點的不同，有不同的協(xié)議支持，可實現(xiàn)廣泛的支持；2) 、網(wǎng)由具有連接不同網(wǎng)絡(luò)的功能。傳感網(wǎng)多種多樣，不同的傳感網(wǎng)之間通過網(wǎng)由來連接；3) 、通過一個網(wǎng)由，能把幾個子節(jié)點組成一個較小的子網(wǎng)絡(luò)(域)。通過多個網(wǎng)由，能把一個個的域組成一個大網(wǎng)絡(luò)，并且用戶能實時的査看任意一個子節(jié)點的過去任意時刻的數(shù)據(jù)；4) 、子節(jié)點與主節(jié)點通過無線方式通信；
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AT91RM9200 ARM9 CPU的網(wǎng)由，其特征在于由網(wǎng)由統(tǒng)一指揮調(diào)度各 個域什么時候收發(fā)指令，傳數(shù)據(jù)，合理有效利用有限的信道資源，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率；
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于AT91RM9200 ARM9 CPU的網(wǎng)由，其特征在于包括1) 、數(shù)據(jù)上傳機(jī)制的科學(xué)性，可以根據(jù)實際需要變化上傳機(jī)制，使效率、可靠性、響應(yīng)及時性等達(dá)到 最優(yōu)化；2) 、網(wǎng)由具有路由的功能。當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)上傳時，數(shù)據(jù)必然經(jīng)過網(wǎng)由，由網(wǎng)由計算到服務(wù)器的最佳路3)、主節(jié)點與網(wǎng)由通過網(wǎng)線相連；
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于AT91RM9200 ARM9 CPU的網(wǎng)由，其特征在于包括1) 、網(wǎng)由與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器有網(wǎng)線相連；2) 、網(wǎng)由內(nèi)設(shè)置了一個SD卡接口，可以安裝一片1GB大小的SD卡，使有足夠的數(shù)據(jù)暫存空間；
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于AT91RM9200ARM9CPU的網(wǎng)由，其特征在于網(wǎng)由內(nèi)置了 WEB服務(wù) 器，在自動轉(zhuǎn)變狀態(tài)失敗時，能通過WEB來設(shè)置網(wǎng)由。
全文摘要
一種基于AT91RM9200 ARM9 CPU的網(wǎng)由，有路由功能，用戶能通過網(wǎng)絡(luò)查看不限于同一個域內(nèi)任意在線節(jié)點的實時狀態(tài)；無線傳感網(wǎng)多種多樣，不同的傳感網(wǎng)之間通過網(wǎng)由來連接，通過多個網(wǎng)由，能把多個域組成一個大網(wǎng)絡(luò)，并且用戶能實時查看任意一個子節(jié)點過去任意時刻的數(shù)據(jù)；當(dāng)有多個無線網(wǎng)絡(luò)共同工作于同一個頻段時，網(wǎng)由起到了隔離各個網(wǎng)絡(luò)的作用，使每個網(wǎng)絡(luò)可以通過自己的網(wǎng)由，把數(shù)據(jù)傳到各自特定的服務(wù)器上；當(dāng)主節(jié)點有數(shù)據(jù)上傳時，由網(wǎng)由計算到服務(wù)器的最佳路徑；網(wǎng)由還內(nèi)置WEB服務(wù)器，能通過WEB來設(shè)置，從而使無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的安全性、靈活性和組網(wǎng)成本等得到很大改善，并且能使無線傳感網(wǎng)絡(luò)的功能得到最大程度的發(fā)揮。
文檔編號H04L12/28GK101312418SQ20081006256
公開日2008年11月26日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者張健成, 戚燁挺, 方燕寶, 武文權(quán) 申請人:杭州家和智能控制有限公司