CN102202430A - ZigBee无线网关及其数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ZigBee无线网关，包括ZigBee模块，用于在登录每个ZigBee网络后，接收并转发每个ZigBee网络的数据；以及控制模块，用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址，控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络，实现多个不同的ZigBee网络的切换，在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后存储ZigBee模块接收和转发的数据，并控制ZigBee模块休眠。本发明利用分时切换的方式，使单个ZigBee模块存在于不同的ZigBee网络中，实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发，从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。本发明同时还公开了一种ZigBee无线网关的数据传输方法。

Description

ZigBee无线网关及其数据传输方法

技术领域

本发明涉及无线网络数据通讯领域，尤其涉及一种ZigBee无线网关及其数据传输方法。

背景技术

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，其来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。它支持目前三种主要的自组织无线网络类型，且具有很强的网络健壮性和***可靠性，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入在各种设备中，同时支持地理定位功能，十分适合用作于无线传感器网络的通信协议。

在实际应用中，往往同一区域中有多个ZigBee网络存在，为了满足这多个ZigBee网络之间的的数据交换，通常采用多个分属于不同网络的ZigBee模块来实现。具体地，每个ZigBee模块与一个ZigBee网络进行通信，多个ZigBee模块之间通过微处理器连接。数据交换时，由第一个ZigBee模块将属于该模块的ZigBee网络数据传输给第二个ZigBee模块，再由第二个ZigBee模块转发至属于第二个ZigBee模块的ZigBee网络，从而完成多个网络之间的数据交换。

然而，采用上述无线网络数据传输方式进行数据交换时，需要多个ZigBee模块进行网络切换，因而，当同一区域存在的ZigBee网络数量较大时，所需的ZigBee模块数量也很多，从而导致***的结构复杂、成本相应增加。另外，在多个ZigBee模块进行网络切换时，所花费的时间也较长，从而降低了数据传输的效率。

因此，有必要提供一种ZigBee无线网关来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZigBee无线网关及其数据传输方法，以提高数据传输效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种ZigBee无线网关，包括一个ZigBee模块，用于在登录每个ZigBee网络后，接收并转发每个ZigBee网络的数据；以及控制模块，用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址，控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络，实现多个不同的ZigBee网络的切换，在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后存储ZigBee模块接收和转发的数据，并控制ZigBee模块休眠。

具体地，控制模块包括：第一存储单元，用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段；网络判断单元，用于从第一存储单元中获取ZigBee网络的网络标号和频段，并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在；参数获取单元，用于当网络判断单元判断出存在当前要登录ZigBee网络时，从第一存储单元中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段；配置单元，用于根据参数获取单元发送的网络标号和频段，修改ZigBee模块的标识符，以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址；控制单元，用于发送启动信号控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络，且在ZigBee模块完成数据接收和转发后发送休眠信号控制ZigBee模块休眠；以及第二存储单元，用于在ZigBee模块休眠之前，存储ZigBee模块接收和转发的数据。

相应地，本发明还提供了一种ZigBee无线网关的数据传输方法，包括如下步骤：(1)判断是否存在当前要登录的ZigBee网络；(2)若存在，则根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段，修改ZigBee模块的标识符，以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址，否则，结束；(3)控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络；(4)存储ZigBee模块登录后接收的所述ZigBee网络的数据；(5)控制ZigBee模块进入休眠状态，并返回步骤(1)。

具体地，所述步骤(1)为：获取ZigBee网络的网络标号和频段，并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在。

与现有技术相比，本发明利用分时切换的方式，使单个ZigBee模块存在于不同的ZigBee网络中，实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发，从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。另外，由于本发明只包括一个ZigBee模块，从而简化了ZigBee无线网关的结构并节约了成本。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明ZigBee无线网关的结构框图。

图2为图1所示的控制模块的结构框图。

图3为本发明ZigBee无线网关的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

参考图1，本实施例的ZigBee无线网关包括ZigBee模块10和控制模块11。所述ZigBee模块10与所述控制模块11相连。所述ZigBee模块10用于在登录每个ZigBee网络后，接收并转发每个ZigBee网络的数据。所述控制模块11用于根据将要登录的ZigBee网络修改所述ZigBee模块10的网络标号、频段和网络层地址，控制所述ZigBee模块10登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络，以切换到不同的ZigBee网络，在所述ZigBee模块10与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后，存储所述ZigBee模块10接收和转发的数据，并控制所述ZigBee模块10休眠。

具体地，如图2所示，所述控制模块11包括第一存储单元111、网络判断单元112、参数获取单元113、配置单元114、控制单元115以及第二存储单元116。所述第一存储单元111与所述参数获取单元113和所述网络判断单元112相连，所述网络判断单元112、所述参数获取单元113、所述配置单元114、所述控制单元115和所述第二存储单元116依次相连。所述第一存储单元111用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段；所述网络判断单元112用于从第一存储单元111中获取ZigBee网络的网络标号和频段，并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在；所述参数获取单元113用于当所述网络判断单元112判断出存在当前要登录ZigBee网络时，从第一存储单元111中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段；所述配置单元114用于根据所述参数获取单元113发送的网络标号和频段，修改所述ZigBee模块10的网络标号、频段以及网络层地；所述控制单元115用于发送启动信号控制所述ZigBee模块10登录所述ZigBee网络，且在所述ZigBee模块10完成数据接收和转发后，发送休眠信号控制所述ZigBee模块10休眠；所述第二存储单元116用于在所述ZigBee模块10休眠之前，存储所述ZigBee模块10接收和转发的数据。

如图3所示，本实施例的ZigBee无线网关的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤S1，初始化所述ZigBee无线网关；

步骤S2，获取ZigBee网络的网络标号和频段；

步骤S3，通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在，若存在进入步骤S4，否则，结束进程；

步骤S4，根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段，修改ZigBee模块10的标识符，以将ZigBee模块10的网络标号和频段修改成与所述ZigBee网络的网络标号和频段一致，并修改ZigBee模块10的网络层地址；

步骤S5，控制所述ZigBee模块10登录所述ZigBee网络；

步骤S6，存储所述ZigBee模块10登录后接收的所述ZigBee网络的数据；

步骤S7，控制所述ZigBee模块10进入休眠状态，并返回步骤S2。

下面以同一区域存在三个不同的ZigBee网络为例，详细说明一下本发明的ZigBee无线网关工作过程。所述三个不同的ZigBee网络分别为网络A、网络B和网络C。ZigBee无线网关初始化后，网络判断单元112判断是否存在网络A，若存在，则参数获取单元113从第一存储单元111中获取网络A的网络标号和频段，配置单元114根据参数获取单元113发送的网络A的网络标号和频段，将ZigBee模块10的网络标号和频段修改成与网络A的网络标号和频段一致，并修改ZigBee模块10的网络层地址。然后，控制单元115发送启动信号控制ZigBee模块10登录网络A，登录网络A后，ZigBee模块10接收网络A中的数据，接收完毕后，ZigBee模块10将从网络A中接收的数据存储在第二存储单元116中。接着，控制单元115发送休眠信号使ZigBee模块10进入休眠状态，从而完成与网络A中的数据传输。

当网络判断单元112判断存在网络B时，参数获取单元113从第一存储单元111中获取网络B的网络标号和频段，配置单元114根据参数获取单元113发送的网络B的网络标号和频段，修改ZigBee模块10的网络标号、频段和网络层地址。然后，控制单元115发送启动信号控制ZigBee模块10登录网络B，登录网络B后，ZigBee模块10先将从网络A中接收到的数据转发给网络B，再接收需要从网络B传输到网络A或网络C的数据，接收完毕后，ZigBee模块10将从网络B中接收的数据存储在第二存储单元116中。接着，控制单元115发送休眠信号使ZigBee模块10进入休眠状态，从而完成网络A与网络B的数据传输和交换。当网络判断单元112判断存在网络C时，其具体传输过程与在网络B中的传输过程类似，此处不再赘述。

由上述技术方案可知，本发明利用分时切换的方式，使单个ZigBee模块10存在于不同的ZigBee网络中，实现多个不同ZigBee网络中的数据的转发，从而提高了多个不同ZigBee网络之间的数据传输效率。另外，由于本发明只包括一个ZigBee模块10，从而简化了ZigBee无线网关的结构并节约了成本。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (4)

1.一种ZigBee无线网关，其特征在于，包括：

ZigBee模块，用于在登录每个ZigBee网络后，接收并转发每个ZigBee网络的数据；以及

控制模块，用于根据将要登录的ZigBee网络修改ZigBee模块的网络标号、频段和网络层地址，控制ZigBee模块登录与网络标号和频段匹配的ZigBee网络，实现多个不同的ZigBee网络的切换，在ZigBee模块与登录的ZigBee网络完成数据接收和转发后，存储ZigBee模块接收和转发的数据，并控制ZigBee模块休眠。

2.如权利要求1所述的ZigBee无线网关，其特征在于，控制模块包括：

第一存储单元，用于存储每个ZigBee网络的网络标号和频段；

网络判断单元，用于从第一存储单元中获取ZigBee网络的网络标号和频段，并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在；

参数获取单元，用于当网络判断单元判断出存在当前要登录ZigBee网络时，从第一存储单元中获取所述ZigBee网络的网络标号和频段；

配置单元，用于根据参数获取单元发送的网络标号和频段，修改ZigBee模块的标识符，以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址；

控制单元，用于发送启动信号控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络，且在ZigBee模块完成数据接收和转发后发送休眠信号控制ZigBee模块休眠；以及

第二存储单元，用于在ZigBee模块休眠之前，存储ZigBee模块接收和转发的数据。

3.一种ZigBee无线网关的数据传输方法，包括如下步骤：

(1)判断是否存在当前要登录的ZigBee网络；

(2)若存在，则根据获取的所述ZigBee网络的网络标号和频段，修改ZigBee模块的标识符，以修改ZigBee模块的网络标号、频段以及网络层地址，否则，结束；

(3)控制ZigBee模块登录所述ZigBee网络；

(4)存储ZigBee模块登录后接收的所述ZigBee网络的数据；

(5)控制ZigBee模块进入休眠状态，并返回步骤(1)。

4.如权利要求3所述的ZigBee无线网关的数据传输方法，所述步骤(1)具体为：

获取ZigBee网络的网络标号和频段，并通过ZigBee协议栈根据获取ZigBee网络的网络标号和频段判断当前要登录的ZigBee网络是否存在。

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