基于Linux下嵌入式网关,基于嵌入式Linux系统的无线网络网关设计
嵌入式網關、嵌入式web服務器(boa)、嵌入式sqlite數據庫、通用網關接口
1、概述
傳統網關在功能上主要完成協議轉換及部分系統管理功能,而采用嵌入式無線網關作為無線網絡設備接入有線網絡的接入部件,除了具有傳統網關的功能外,還具有對無線網絡的管理,包括無線網絡的形成、節點設備加入和注銷等。
在嵌入式網關,部署web服務器,嵌入式sqlite數據庫,通過開發CGI程序,一方面響應用戶瀏覽器請求,另一方面CGI程序實現與子網內節點通信。
嵌入式網關作為子網中心,首先在整個網絡中工作。網絡內部設備在安裝完上電后,會自動搜索最近的網關加入,獲取通信ID并上報設備ID,網關存儲其子節點的ID及設備ID。
2、工作流程
嵌入式網關負責處理節點數據。當接收到一個完整的節點網絡協議幀后,觸發相應的處理流程,對協議幀進行解析、判斷和處理。接著判斷幀的類型,如果是命令幀,根據命令處理;如果是數據幀,提取有效數據,進行相應處理。
嵌入式網關負責傳輸節點數據。主要任務是把處理過后的數據封裝成協議報文,按照網絡規則通過無線模塊傳輸到設備節點或管理節點。數據報文的長度根據發送的有效數據確定,目的地址和原地址從地址列表中提取,ID號則從綁定表中取出。設置節點的ID和網絡地址的映射轉換。報文頭和有效數據填入后,從實時時鐘中讀取當前時間,組成一個完整的報文,通過無線模塊傳輸到上級節點或下級節點中。
3、數據存儲
主要是對網絡內節點的數據進行備份存儲,用于管理人員進行檢索查詢。在無線網絡出現故障時,通過外部存儲器進行數據備份,利用信息的冗余來提高系統的安全性和可靠性,存儲介質采用外部FLASH。
4、無線傳輸模塊
主要是負責與網絡節點發送指令,來實現諸如同步,數據確認等機制。在無線網絡中,設備節點需要跟網關節點進行交互通信,如網絡建立過程,網關節點需要發送信標幀,設備節點收到信標幀后請求加入網絡。為了提高數據傳輸的可靠性,需要發送確認幀的確認機制,數據流向設備節點。
5、接入Internet
無線網絡通過嵌入式網關與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無線模塊接入,需要有wifi無線路由器支持。
6、嵌入式web服務器
嵌入式web服務器boa是一個源碼開放、功能強大、支持動態網頁并可以運行在多個平臺的嵌入式web Server。
7、嵌入式sqlite數據庫
嵌入式數據庫存儲經過信息分析模塊處理過的數據,嵌入式SQLite數據庫滿足體積小、數據容量大、處理速度快、占用內存少的特點,選用SQLite作為該網關的嵌入式數據庫。
8、通用網關接口(CGI)
CGI實現嵌入式Web Server與Web瀏覽器之間的動態數據交互。
9、wifi無線模塊
在嵌入式Linux系統中,重新編譯內核,支持wifi無線網卡。編譯linux-2.6的內核支持WIFI硬件驅動,將生成的zImage燒寫到s3c6410開發板上,使內核支持無線網卡。
總結
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