基於嵌入式Linux系統的無線網路閘道器設計

2021-05-27 17:33:06 字數 1409 閱讀 8549

嵌入式閘道器、嵌入式web伺服器(boa)、嵌入式sqlite資料庫、通用閘道器介面

1、概述

傳統閘道器在功能上主要完成協議轉換及部分系統管理功能,而採用嵌入式無線閘道器作為無線網路裝置接入有線網路的接入部件,除了具有傳統閘道器的功能外,還具有對無線網路的管理,包括無線網路的形成、節點裝置加入和登出等。

在嵌入式閘道器,部署web伺服器,嵌入式sqlite資料庫,通過開發cgi程式,一方面響應使用者瀏覽器請求,另一方面cgi程式實現與子網內節點通訊。

嵌入式閘道器作為子網中心,首先在整個網路中工作。網路內部裝置在安裝完上電後,會自動搜尋最近的閘道器加入,獲取通訊id並上報裝置id,閘道器儲存其子節點的id及裝置id。

2、工作流程

嵌入式閘道器負責處理節點資料。當接收到乙個完整的節點網路協議幀後,觸發相應的處理流程,對協議幀進行解析、判斷和處理。接著判斷幀的型別,如果是命令幀,根據命令處理;如果是資料幀,提取有效資料,進行相應處理。

嵌入式閘道器負責傳輸節點資料。主要任務是把處理過後的資料封裝成協議報文,按照網路規則通過無線模組傳輸到裝置節點或管理節點。資料報文的長度根據傳送的有效資料確定,目的位址和原位址從位址列表中提取,id號則從繫結表中取出。設定節點的id和網路位址的對映轉換。報文頭和有效資料填入後,從實時時鐘中讀取當前時間,組成乙個完整的報文,通過無線模組傳輸到上級節點或下級節點中。

3、資料儲存

主要是對網路內節點的資料進行備份儲存,用於管理人員進行檢索查詢。在無線網路出現故障時,通過外部儲存器進行資料備份,利用資訊的冗餘來提高系統的安全性和可靠性,儲存介質採用外部flash。

4、無線傳輸模組

主要是負責與網路節點傳送指令,來實現諸如同步,資料確認等機制。在無線網路中,裝置節點需要跟網關節點進行互動通訊,如網路建立過程,網關節點需要傳送信標幀,裝置節點收到信標幀後請求加入網路。為了提高資料傳輸的可靠性,需要傳送確認幀的確認機制,資料流向裝置節點。

5、接入internet

無線網路通過嵌入式閘道器與internet相連,其一,通過rj45網線接入,此種方式比較傳統,也是可靠性最高的選擇;其二,通過wifi無線模組接入,需要有wifi無線路由器支援。

6、嵌入式web伺服器

嵌入式web伺服器boa是乙個原始碼開放、功能強大、支援動態網頁並可以執行在多個平台的嵌入式web server。

7、嵌入式sqlite資料庫

嵌入式資料庫儲存經過資訊分析模組處理過的資料,嵌入式sqlite資料庫滿足體積小、資料容量大、處理速度快、占用記憶體少的特點,選用sqlite作為該閘道器的嵌入式資料庫。

8、通用閘道器介面(cgi)

cgi實現嵌入式web server與web瀏覽器之間的動態資料互動。

9、wifi無線模組

在嵌入式linux系統中,重新編譯核心,支援wifi無線網絡卡。編譯linux-2.6的核心支援wifi硬體驅動,將生成的zimage燒寫到s3c6410開發板上,使核心支援無線網絡卡。

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