專利名稱：傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，尤其涉及一種用手機(jī)等掌上通信設(shè)備作
為信息終端的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
通常無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)之間采用不同于商用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(如GSM、 CDMA以及3G等無線通信網(wǎng)絡(luò))的通信技術(shù)，如ZigBee， RFID等技術(shù)；如果要把無線傳感網(wǎng) 絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)采集或者存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舻慕K端，同時(shí)和用戶終端實(shí)現(xiàn)交互，就需要用 戶的終端也支持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù)。目前商用無線手機(jī)已相當(dāng)普及，幾乎人 手一個(gè)，所以考慮到攜帶和使用的方便性，利用已有的手機(jī)來實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的信息終 端是一種非常誘人的方案。 在傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，需要開發(fā)專門的用戶信息終端來處理與傳感器 網(wǎng)絡(luò)的信息與交互，并且專用信息終端的成本較高，不能與已有的其他信息設(shè)備集成，使用 不便。已有的方案中往往使用雙模手機(jī)的方式，這就要求用戶更換原有的手機(jī)，新的手機(jī)在 支持原有的無線網(wǎng)絡(luò)通信的同時(shí)還必須支持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信模式。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的缺陷，以及手機(jī)等便攜的掌上通信設(shè)備日趨
普及，本發(fā)明的目的旨在提出一種傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法，以手機(jī)作為信息收發(fā)
的終端，提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新思路。 本發(fā)明的一個(gè)目的，將通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于包括基于無線信息傳輸與相互連接的至少一 部任意通信制式的掌上通信設(shè)備；至少一個(gè)支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)且與所述掌上通信設(shè)備預(yù)設(shè) 號(hào)碼綁定關(guān)系的便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備；任意形式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)；廣域通信網(wǎng)絡(luò)；以及用于橋 接無線傳感網(wǎng)絡(luò)和廣域通信網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)。 進(jìn)一步地，前述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其中該掌上通信設(shè)備包括手機(jī)、對(duì)講機(jī)或掌 上電腦。 進(jìn)一步地，前述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其中該便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備是指能自動(dòng)接入無 線傳感網(wǎng)絡(luò)，并同該網(wǎng)絡(luò)中其它任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或歷經(jīng)路由、中繼通信的無線射頻識(shí) 別卡。 更進(jìn)一步地，該便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備為采用ZigBee無線個(gè)域網(wǎng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的有源 RFID卡，與掌上通信設(shè)備分立設(shè)置、一并攜帶；或者該便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備為配合使用掌上通
信設(shè)備中擴(kuò)展記憶卡接口供電的無線射頻識(shí)別卡，與掌上通信設(shè)備一體化組裝。 進(jìn)一步地，前述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其中該廣域通信網(wǎng)絡(luò)包括有線或無線的現(xiàn)
有商用通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及各網(wǎng)絡(luò)之間的橋接和路由設(shè)備。 本發(fā)明的另一個(gè)目的，將通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括至少一部任意通信制式的掌上通信 設(shè)備、至少一個(gè)支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)且與所述掌上通信設(shè)備預(yù)設(shè)號(hào)碼綁定關(guān)系的便攜式節(jié)點(diǎn) 設(shè)備、任意形式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)、廣域通信網(wǎng)絡(luò)，以及以用于橋接無線傳感網(wǎng)絡(luò)和廣域通信 網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)；先將掌上通信設(shè)備與便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備以預(yù)設(shè)號(hào)碼綁定關(guān)系結(jié)合作 為信息終端，再將便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備以自組網(wǎng)的方式接入無線傳感網(wǎng)路，繼而由無線傳感網(wǎng) 絡(luò)感測(cè)便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備與掌上通信設(shè)備的號(hào)碼綁定關(guān)系，而后實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)與掌上通 信設(shè)備之間的無線雙向數(shù)據(jù)通信。 進(jìn)一步地，前述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其中無線雙向數(shù)據(jù)通信指的是將無線 傳感網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)經(jīng)由傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)及廣域通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的掌上通信設(shè)備，而掌 上通信設(shè)備上的信息在匹配了號(hào)碼后也通過廣域通信網(wǎng)絡(luò)及傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)發(fā)送到無線 傳感網(wǎng)絡(luò)中。 進(jìn)一步地，前述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其中廣域通信網(wǎng)絡(luò)包括有線或無線的 現(xiàn)有商用通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及各網(wǎng)絡(luò)之間的橋接和路由設(shè)備，其中無線的現(xiàn)有商用通信網(wǎng) 絡(luò)包括GSM、 CDMA及3G、4G網(wǎng)絡(luò)。 本發(fā)明提供了一種以手機(jī)等通用掌上通信設(shè)備作為信息終端的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的 架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，有效融合了傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線通訊網(wǎng)絡(luò)等傳輸技術(shù)，提供了一個(gè)低成本 的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的解決方案。


圖1是采用本發(fā)明架構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施途徑及突出效果。如圖1所示的
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可見，該實(shí)施例是以掌上通信設(shè)備中最具代表性的通用手機(jī)作
為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息終端實(shí)現(xiàn)的，即通過一個(gè)可自組網(wǎng)接入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的易攜帶
的節(jié)點(diǎn)設(shè)備(例如一個(gè)有源RFID卡)，以通用的手機(jī)作為用戶終端，結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)和無
線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用戶和傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的有效及時(shí)互動(dòng)，同時(shí)提供了一個(gè)利用現(xiàn)有
成熟的商用移動(dòng)和固網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的低成本的應(yīng)用方案。
具體來看該傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)只要包括以下部分 1.用戶終端包含普通的手機(jī)和一個(gè)便攜傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。普通手機(jī)包含任意通信制式，如GSM、 GPRS、 CDMA以及后續(xù)的3G和4G等通信制式。 便攜傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備該設(shè)備的特點(diǎn)在于支持傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信制式，該 便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備可以自動(dòng)的接入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并同傳感器網(wǎng)絡(luò)中的其它任意節(jié)點(diǎn)設(shè)備 進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的或者歷經(jīng)路由/中繼的通信(如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的單跳或多跳的通信方 式)。 示例性來看該便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備可以是一張支持短距離無線通信和無線自組網(wǎng)的 無線射頻識(shí)別卡，如采用ZigBee無線個(gè)域網(wǎng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的有源RFID卡，使用時(shí)與手機(jī)分 立設(shè)置并由用戶一并攜帶。除了這種獨(dú)立于手機(jī)的有源無線射頻識(shí)別卡外，也可以是配合使用現(xiàn)在手機(jī)終端中的智能卡(SD卡等)的接口供電的一個(gè)無線射頻識(shí)別卡，與手機(jī)一體 化組裝而成。 需要關(guān)注的是手機(jī)和便攜傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的綁定關(guān)系某一用戶終端中的手 機(jī)號(hào)碼和便攜傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備ID之間存在一定的映射和綁定關(guān)系。傳感信息系統(tǒng)至 少可以通過以下兩種方式來實(shí)現(xiàn)這種綁定關(guān)系一是在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中儲(chǔ)存有這種映射 關(guān)系，當(dāng)便攜節(jié)點(diǎn)設(shè)備接入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)之后，系統(tǒng)通過識(shí)別便攜節(jié)點(diǎn)設(shè)備的ID號(hào)再經(jīng) 過查詢就可得到信息應(yīng)當(dāng)發(fā)往對(duì)應(yīng)的手機(jī)號(hào)；另一方法是，可以在便攜節(jié)點(diǎn)設(shè)備中存儲(chǔ)這 些綁定信息，當(dāng)便攜節(jié)點(diǎn)設(shè)備接入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)可以調(diào)用存儲(chǔ)在便攜節(jié)點(diǎn)中的 這些信息。 2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這里所指的傳感器網(wǎng)絡(luò)不具體涉及其中傳感器的功能，只對(duì) 網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間的通信和網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式加以定義，本無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以泛指任 意形式的無線自組織網(wǎng)絡(luò)。 3.傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)橋接無線傳感網(wǎng)絡(luò)和無線商用廣域網(wǎng)的設(shè)備。這里所指的無 線廣域網(wǎng)可以是現(xiàn)有的GSM、 CDMA網(wǎng)絡(luò)等，也可以是3G和后續(xù)的4G網(wǎng)絡(luò)。需要指出的是， 這里的無線廣域網(wǎng)絡(luò)和終端中的手機(jī)無需是同一個(gè)制式。 4.通訊網(wǎng)絡(luò)包括現(xiàn)有的成熟商用的無線通信網(wǎng)絡(luò)，有線通信網(wǎng)絡(luò)，互連網(wǎng)等以 及各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的橋接和路由設(shè)備。 由上述各終端及多個(gè)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合架構(gòu)而成的傳感信息網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用后的實(shí)際工 作過程，簡(jiǎn)述如下 當(dāng)便攜傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備以自組網(wǎng)的方式接入傳感器網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)感知到用戶的 存在，并且通過便攜傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的ID和用戶手機(jī)號(hào)碼的綁定關(guān)系，知道用戶的手機(jī) 號(hào)；這時(shí)傳感信息系統(tǒng)可以把來自無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)或者信息中心的數(shù)據(jù)，以及通 信網(wǎng)關(guān)的ID(例如一個(gè)移動(dòng)電話號(hào)碼，或者IP)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到手機(jī)；手機(jī)在接收到通 信網(wǎng)關(guān)的ID后同樣可以把信息發(fā)送到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有成熟 無線通訊網(wǎng)絡(luò)等傳輸技術(shù)的有機(jī)融合，也為低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息傳輸應(yīng)用提供了 一種低成本的解決方案。 綜上所述的具體實(shí)施范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變 換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明專利申請(qǐng)權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于包括基于無線信息傳輸與相互連接的至少一部任意通信制式的掌上通信設(shè)備；至少一個(gè)支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)且與所述掌上通信設(shè)備預(yù)設(shè)號(hào)碼綁定關(guān)系的便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備；任意形式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)；廣域通信網(wǎng)絡(luò)；以及用于橋接無線傳感網(wǎng)絡(luò)和廣域通信網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于所述掌上通信設(shè)備包括 手機(jī)、對(duì)講機(jī)或掌上電腦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于所述便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備是 指能自動(dòng)接入無線傳感網(wǎng)絡(luò)，并同該網(wǎng)絡(luò)中其它任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或歷經(jīng)路由、中繼通 信的無線射頻識(shí)別卡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于所述便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備為 采用ZigBee無線個(gè)域網(wǎng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的有源RFID卡，與掌上通信設(shè)備分立設(shè)置、一并攜 帶。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于所述便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備為 配合使用掌上通信設(shè)備中擴(kuò)展記憶卡接口供電的無線射頻識(shí)別卡，與掌上通信設(shè)備一體化 組裝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，其特征在于所述廣域通信網(wǎng)絡(luò)包括有線或無線的現(xiàn)有商用通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及各網(wǎng)絡(luò)之間的橋接和路由設(shè)備。
7. 權(quán)利要求1所述傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括至少一部任意通信制 式的掌上通信設(shè)備、至少一個(gè)支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)且與所述掌上通信設(shè)備預(yù)設(shè)號(hào)碼綁定關(guān)系 的便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備、任意形式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)、廣域通信網(wǎng)絡(luò)，以及以用于橋接無線傳感網(wǎng) 絡(luò)和廣域通信網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)；先將掌上通信設(shè)備與便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備以預(yù)設(shè)號(hào)碼綁 定關(guān)系結(jié)合作為信息終端，再將便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備以自組網(wǎng)的方式接入無線傳感網(wǎng)路，繼而 由無線傳感網(wǎng)絡(luò)感測(cè)便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備與掌上通信設(shè)備的號(hào)碼綁定關(guān)系，而后實(shí)現(xiàn)無線傳感 網(wǎng)絡(luò)與掌上通信設(shè)備之間的無線雙向數(shù)據(jù)通信。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述無線雙向數(shù)據(jù) 通信指的是將無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)經(jīng)由傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)及廣域通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的 掌上通信設(shè)備，而掌上通信設(shè)備上的信息在匹配了號(hào)碼后通過廣域通信網(wǎng)絡(luò)及傳感器網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)關(guān)發(fā)送到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述廣域通信網(wǎng)絡(luò) 包括有線或無線的現(xiàn)有商用通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及各網(wǎng)絡(luò)之間的橋接和路由設(shè)備，其中無線的現(xiàn)有商用通信網(wǎng)絡(luò)包括GSM、 CDMA及3G、4G網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種傳感信息網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括至少一部任意通信制式的掌上通信設(shè)備、至少一個(gè)支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)且與所述掌上通信設(shè)備預(yù)設(shè)號(hào)碼綁定關(guān)系的便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備、任意形式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)、廣域通信網(wǎng)絡(luò)，以及以用于橋接無線傳感網(wǎng)絡(luò)和廣域通信網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)；先將掌上通信設(shè)備與便攜式節(jié)點(diǎn)設(shè)備結(jié)合作為信息終端，再以自組網(wǎng)的方式接入無線傳感網(wǎng)路，繼而由無線傳感網(wǎng)絡(luò)感測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備ID與信息終端號(hào)碼的綁定關(guān)系，而后實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)與信息終端之間的無線雙向數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明技術(shù)方案的應(yīng)用，有效融合了傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線通訊網(wǎng)絡(luò)等傳輸技術(shù)，提供了一個(gè)低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的解決方案。
文檔編號(hào)H04W84/18GK101772201SQ20101012277
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者何磊, 朱雄偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所