CN102404195A - 数据传输方法、网关和网络*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种数据传输方法、网关和网络***。该数据传输方法包括：接收终端发送的数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。本发明实施例技术方案可基于虚拟IP地址发起对传感器节点的数据请求，可有效减少分配的虚拟IP地址的个数，提高数据传输效率。

Description

数据传输方法、网关和网络***

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种数据传输方法、网关和网络***。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)已广泛应用于环境监测、存货跟踪等领域，无线传感器网络内部是通过WSN通信传输协议进行数据传输，而无线传感器网络中的节点与远端的终端进行数据交互时，则需要通过传统的IP(Internet Protocol，网络互联协议)网络来实现的。

WSN与IP网络的通信协议并不相同，WSN中的各传感器节点与IP网络中的终端之间无法直接进行数据通信，而是通过设置的起中继作用的网关来实现传感器节点与终端之间的数据通信，其中，WSN内设置的网关可进行协议转换，以实现传感器节点与IP网络中的终端进行数据通信。现有技术中，在传感器节点与终端进行通信时，为WSN中各传感器节点分配虚拟IP地址，以及为IP网络中的终端分配一个虚拟WSN地址，从而利用分配的传感器节点的虚拟IP地址和终端的虚拟WSN地址来实现传感器节点与终端之间的数据通信，主要包括以下步骤：

步骤100、传感器节点接入无线传感器网络时，网关为传感器节点分配一个16位的短地址，该16位的短地址即是传感器节点在WSN中的WSN地址，并同时生成一个与该短地址对应的虚拟IP地址，存储在映射关系表中；

步骤200、网关为访问的IP网络中的终端分配一个虚拟WSN地址，将该终端的虚拟WSN地址和终端的真实IP地址对应，并保存在映射关系表中；

步骤300、终端需要请求获得传感器节点的数据时，将请求信息打包成IP数据包，并发送出去，该IP数据包的目的地址为需要访问的传感器节点的虚拟IP地址，源地址为自身的真实IP地址；

步骤400、IP数据包到达网关时，网关根据保存的映射关系表，查找出与IP数据包中的虚拟IP地址对应的16位短地址，以及与终端的真实IP地址对应的虚拟WSN地址，并将IP数据包进行包头协议转换，转换成符合WSN通信协议格式的WSN数据包，发送给相应的传感器节点，该WSN数据包中的源地址为终端的虚拟WSN地址，目的地址为传感器节点的16位短地址；

步骤500、传感器节点收到WSN数据包后，采集数据，并生成包含所采集数据的WSN数据包，反馈给网关，数据包中的目的地址是终端的虚拟WSN地址，源地址为传感器节点的16位短地址；

步骤600、网关根据包含传感器节点采集数据的WSN数据包中终端的虚拟WSN地址，查找出与其对应的终端的真实IP地址，以及与传感器节点的短地址对应的虚拟IP地址，将该WSN数据包进行包头协议转换，转换成IP数据包后，转发给IP网络中的终端，该IP数据包中的源地址即为传感器节点的虚拟IP地址，目的地址为终端的真实IP地址。

综上，现有WSN中的传感器节点在与IP网络中的终端进行数据交互时，网关需要为各传感器节点分别分配虚拟IP地址，由于WSN中传感器节点较多，为每个传感器节点分配虚拟IP地址的数量将会非常庞大，这要耗费大量的IP资源，同时网关对虚拟IP地址的管理会非常复杂，不利于传感器节点与终端之间的数据通信，数据传输效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种数据传输方法、网关和网络***，在WSN中传感器节点与IP网络中的终端进行数据通信时，可减少分配的虚拟IP地址的数量，提高数据传输效率。

本发明实施例提供一种数据传输方法，包括：

接收终端发送的数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

本发明实施例提供一种网关，包括：

请求接收模块，用于接收终端发送的数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

节点获取模块，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

请求发送模块，用于将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

本发明实施例提供一种网络***，包括网关和终端，其中：

所述终端，用于发送数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

所述网关，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以及用于将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，发送至所述传感器节点以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

本发明实施例提供的数据传输方法、网关和网络***，在WSN中传感器节点与IP网络中的终端进行数据通信时，终端可基于数据类型对应的虚拟IP地址，向采集数据为该数据类型的所有传感器节点请求数据，在数据传输过程中，仅需要为数据类型分配虚拟IP地址，分配的虚拟IP地址数量较少，使得虚拟IP地址的维护和管理简单，可有效提高数据传输的便利性，提高数据传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的数据传输方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的数据传输方法流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的数据传输方法中对传感器节点发送的数据进行处理的流程示意图；

图4为本发明实施例四中提供的数据传输方法中对传感器节点发送的数据进行处理的流程示意图；

图5为本发明实施例五提供的数据传输方法应用的网络环境结构示意图；

图6为本发明实施例五提供的数据传输方法的流程示意图；

图7为本发明实施例六提供的网关的结构示意图；

图8为本发明实施例七提供的网关的结构示意图；

图9为本发明实施例八提供的网关的结构示意图；

图10为本发明实施例九提供的网关的结构示意图；

图11为本发明实施例十提供的网络***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的数据传输方法流程示意图。如图1所示，本实施例数据传输方法可包括以下步骤：

步骤101、接收终端发送的数据请求IP数据包，该数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

步骤102、根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

步骤103、将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将数据请求WSN数据包发送至数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以请求获得传感器节点所采集的数据。

本实施例可应用于WSN中传感器节点与IP网络中的终端之间的数据通信中，终端可基于与数据类型对应的虚拟IP地址作为目的地址，发起针对具有采集该数据类型的数据的所有传感器节点的数据请求。由于WSN中各传感器节点采集的数据的数据类型较单一，每个传感器节点采集的数据的数据类型是一定的，例如温度等数据类型的数据，这样，在基于数据类型对应的虚拟IP地址进行数据请求时，终端只需要向其请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址发起数据请求，WSN中的网关就可以根据其自身存储的虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，确定终端所请求的数据的数据类型对应的传感器节点，从而向该些传感器节点请求获取终端所需的数据。

本实施例中，所述的IP数据包是指符合IP通信协议的数据包，其可以在IP网络中进行数据通信；所述的WSN数据包是指符合WSN通信协议的数据包，其可在WSN中进行数据通信，其中，将IP数据包转换成WSN数据包，就是进行协议转换，以将符合IP通信协议的数据转换成符合WSN通信协议的数据，反之将符合WSN通信协议的数据转换成符合IP通信协议的数据。

综上，本实施例在WSN中传感器节点与IP网络中的终端进行数据通信时，终端可基于数据类型对应的虚拟IP地址，向采集数据为该数据类型的传感器节点请求数据，在数据传输过程中，仅需要为数据类型分配虚拟IP地址，分配的虚拟IP地址数量较少，使得虚拟IP地址的维护和管理简单，可有效提高数据传输的便利性，提高数据传输效率。

图2为本发明实施例二提供的数据传输方法流程示意图。如图2所示，本实施例数据传输方法包括以下步骤：

步骤201、接收终端发送的数据请求IP数据包，该数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址，且该数据请求IP数据包中携带有终端请求数据的数据类型；

步骤202、根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得该数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型；

步骤203、判断数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与数据请求IP数据包中携带的数据类型是否一致，是则执行步骤204，否则，终端的请求失败，向终端返回请求失败消息，以通知终端数据请求失败，结束；

步骤204、根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

步骤205、将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将数据请求WSN数据包发送至数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以请求获得传感器节点所采集的数据。

由于不同WSN之间可能存在相同的虚拟IP地址，WSN中的网关接收到的数据请求IP数据包可能是终端发送给其它WSN的数据请求，为避免对接收到的错误的数据请求IP数据包进行处理，本实施例通过在数据请求IP数据包中携带终端所请求数据的数据类型，使得网关接收到该IP数据包时，可判断其中虚拟IP地址对应的数据类型是否与IP数据包中携带的数据类型是否一致，一致则说明终端是向网关所属WSN发送的数据请求，可对数据请求进行处理，否则，说明终端是向其它网关所属WSN发送的数据请求，可向终端返回请求失败信息，可有效提高数据处理的准确性和可靠性。

图3为本发明实施例三提供的数据传输方法中对传感器节点发送的数据进行处理的流程示意图。在上述图2或图3所示实例技术方案的基础上，本实施例还可对各传感器节点根据数据请求返回的反馈数据进行处理，以将传感器节点返回的数据发送至终端，具体地，本实施例对传感器节点发送的数据进行处理可包括以下步骤：

步骤301、接收传感器节点返回的数据反馈WSN数据包，该数据反馈WSN数据包包含传感器节点采集的数据；

步骤302、以传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将数据反馈WSN数据包转换成数据反馈IP数据包，发送给终端。

本实施例中，各传感器节点接收到数据请求WSN数据包后，即可将采集的数据以数据反馈WSN数据包的形式反馈给网关；网关接收到数据反馈WSN数据包后，可根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得传感器节点采集的数据的数据类型及对应的虚拟IP地址，将数据打包成IP数据包后，发送至终端。

图4为本发明实施例四中提供的数据传输方法中对传感器节点发送的数据进行处理的流程示意图。与上述图3所示实施例技术方案不同的是，本实施例在将传感器采集的节点反馈给终端时，可将多个传感器节点采集的数据打包在一个IP数据包中，发送给终端，具体地，如图4所示，本实施例对传感器节点发送的数据进行处理可包括以下步骤：

步骤401、接收传感器节点返回的数据反馈WSN数据包，该数据反馈WSN数据包包含传感器节点采集的数据；

步骤402、以多个传感器节点采集的数据的同一数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将该多个传感器节点采集的数据打包在一个数据反馈IP数据包中，发送给终端。

由于响应同一终端所请求的数据的传感器节点较多，若每个传感器节点返回的数据分别发送给终端，必然会浪费大量的网络资源，导致数据传输效率较差，本发明实施例中，通过将发送给同一终端的多个传感器节点采集的数据，打包在一个IP数据包中发送给终端，可有效提高数据传输效率，减少占用的网络资源。

图5为本发明实施例五提供的数据传输方法应用的网络环境结构示意图；图6为本发明实施例五提供的数据传输方法的流程示意图。如图5所示，本实施例应用于WSN和IP网络的数据交互中，该网络环境包括WSN和IP网络，其中，WSN中设置有多个传感器节点和网关，传感器节点用于采集某一数据类型的数据，网关用于建立传感器节点和IP网络中终端之间的数据通信，且同一WSN中的各传感器节点与网关之间可进行基于WSN通信协议的数据通信；网关通过IP网络中的网络路由器，与IP网络中的终端进行通信连接，其可将IP网络中符合IP协议的IP数据包，进行协议转换后，将IP数据包转换成符合WSN通信协议的WSN数据包，相反，也可将WSN数据包转换成IP数据包。

本实施例中，图5所示的WSN中各传感器节点采集的数据包括有温湿度(Temperature & Humidity)、二氧化硫SO2、甲烷CH4和一氧化碳CO四种数据类型，且每个传感器仅能采集到一种数据类型的数据。IP网络中的终端需要请求某一数据类型的数据时，就可以基于本发明实施例提供的数据传输方法，向WSN中的传感器节点请求数据，具体地，如图6所示，本实施例数据传输方法可包括以下步骤：

步骤501、传感器节点接入WSN时，WSN中的网关会为传感器节点分配16位的短地址，同时，建立传感器节点的短地址与传感器节点所采集的数据的数据类型之间的对应关系，记录在传感器节点的短地址与数据类型对应关系表中。

其中，网关为传感器节点分配的16位短地址，就是传感器节点在该WSN中的WSN地址，使得传感器节点可根据该短地址建立与网关之间的数据通信。传感器节点的短地址与数据类型对应关系表可参见表一所示。

表一

传感器节点的短地址	传感器节点采集的数据的数据类型
		0x0001	Temperature&Humidity
0x0002	SO2
		0x0003	CO
0x0004	Temperature&Humidity
		0x0005	CH4
0x0006	Temperature&Humidity
		0x0007	SO2

该表一中仅给出了图5所示WSN中部分传感器节点的短地址与数据类型之间的对应关系，WSN中的每个传感器节点均对应于某一数据类型，以表示该传感器节点可采集的数据的数据类型。

步骤502、IP网络中的终端向WSN中的网关发送查询请求IP数据包，该查询请求IP数据包中包括其所要查询请求的数据的数据类型。

步骤503、网关可根据该查询请求IP数据包中所要请求查询的数据的数据类型，为数据类型分配虚拟IP地址，并建立虚拟IP地址与数据类型之间的对应关系表。

假设真实IP地址为192.11.45.2的终端发起查询的数据的数据类型为温湿度数据，真实IP地址为192.11.45.1的终端发起查询的数据的数据类型为CO的数据，真实IP地址为10.0.0.172的终端发起查询的数据的数据类型为温湿度的数据类型，则各终端可分别以自身的真实IP地址作为源地址，帧负载为所要查询的数据的数据类型，目地地址为WSN中的网关的真实IP地址，打包成查询请求IP数据包，向WSN中的网关发起查询请求。

为便于网关对IP数据包中的帧负载进行识别，帧负载应遵循WSN应用层所支持的数据格式，例如无线通信技术ZigBee协议格式的数据等，各终端发送的查询请求IP数据包的格式可参见表二所示。

表二

源地址	目的地址	帧负载
			192.11.45.2	172.16.1.23	Temperature&Humidity
192.11.45.1	172.16.1.23	CO
			10.0.0.172	172.16.1.23	Temperature&Humidity

本实施例中，WSN中的网关在IP网络中的IP地址为172.16.1.23，当其接收到终端发送的查询请求IP数据包时，就可以根据该IP数据包中的帧负载确定其所要请求查询数据的数据类型。

各终端请求查询数据的数据类型对应的虚拟IP地址，以及虚拟IP地址与数据类型对应的关系表可参见表三。

表三

数据类型	虚拟IP地址
		Temperature&Humidity	10.0.0.1
CO	10.0.0.2

从表三可以看出，每种数据类型仅分配一个对应的虚拟IP地址，这样，终端就可发起基于虚拟IP地址的数据请求，以获得与该虚拟IP地址对应的数据类型的数据。

步骤504、网关将为终端所请求查询数据的数据类型分配的虚拟IP地址，反馈给终端。

网关可将为终端请求查询的数据类型对应的虚拟IP地址，携带在IP数据包中的帧负载中，反馈给终端，其中IP数据包的格式可见表四所示。

表四

源地址	目的地址	帧负载
			172.16.1.23	192.11.45.2	10.0.0.1
172.16.1.23	192.11.45.1	10.0.0.2
			172.16.1.23	10.0.0.172	10.0.01

终端接收到网关反馈的虚拟IP地址后，即可将该虚拟IP地址作为目的地址，发起与该虚拟IP地址对应的数据类型的数据请求。

步骤505、终端需要向WSN中的传感器节点请求获得数据时，可将其所要请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为目的地址，创建数据请求IP数据包并发送，向WSN中的传感器节点请求所需数据类型的数据。

其中，终端发起的数据请求IP数据包的格式可参见表五。

表五

源地址	目的地址	帧负载
			192.11.45.2	10.0.0.1	data1
192.11.45.1	10.0.0.2	data 2
			10.0.0.172	10.0.0.1	data3

表五中，终端发起的数据请求IP数据包中，帧负载为遵循WSN协议格式的数据载荷，当WSN中的网关接收到该数据请求IP数据包时，即可根据上述步骤502建立的数据类型与虚拟IP地址对应关系表，确定终端所请求数据的数据类型。其中各终端发起的IP数据包中的数据(data)中，data1为Temperature & Humidity，data2为CO，data3为Temperature & Humidity，以代表各终端所要请求数据的数据类型。

步骤506、WSN中的网关接收到该数据请求IP数据包后，根据作为目的地址的虚拟IP地址，从上述表三所示的虚拟IP地址与数据类型对应关系表中，确定终端所要请求数据的数据类型，并将终端的真实IP地址与虚拟IP地址、数据类型对应关系存储起来。

终端的真实IP地址与虚拟IP地址、数据类型对应关系可参见表六所示。

表六

步骤507、将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，发送到虚拟IP地址对应的传感器节点。

其中，虚拟IP地址对应的传感器节点可根据表一和表三中的对应关系获得，打包成数据请求WSN数据包时，数据请求WSN数据包的源地址为网关的WSN地址，目的地址，即为虚拟IP地址对应的各传感器节点的短地址，WSN数据包中的负载即为相应的IP数据包中的负载所代表的数据类型。

数据请求WSN数据包的格式可参见表七所示。

表七

源地址	目的地址	帧负载
			0x0000	0x0001	Temperature&Humidity
0x0000	0x0004	Temperature&Humidity
			0x0000	0x0006	Temperature&Humidity
0x0000	0x0003	CO

如表七所示，本实施例中网关在WSN内的WSN地址为0x0000，这样，在向传感器节点请求数据时，是基于网关的WSN地址发起的请求。

步骤508、接收到数据请求WSN数据包后，传感器节点即可将采集的数据打包成数据反馈WSN数据包，并发送给网关。

传感器节点可将采集的数据打包成数据反馈WSN数据包，发送至网关，该数据反馈WSN数据包的目的地址即为网关的WSN地址，源地址即为传感器节点的短地址，携带的数据载荷即为采集的数据(Reply data)。

各传感器反馈的数据反馈WSN数据包的格式可参见表八所示。

表八

源地址	目的地址	帧负载
			0x0001	0x0000	Reply data 1
0x0004	0x0000	Reply data4
			0x0006	0x0000	Reply data 6
0x0003	0x0000	Reply data 3

步骤509、网关接收到数据反馈WSN数据包后，可根据表一以及表六所示的对应关系表，确认传感器的短地址对应的虚拟IP地址和终端的真实IP地址，从而可将数据反馈WSN数据包进行协议转换后，打包成数据反馈IP数据包，反馈给相应的终端，其中，数据反馈IP数据包的源地址为虚拟IP地址，目的地址为终端的真实IP地址。

由于IP地址的帧负载长度较长，因此，为提高数据传输的效率，可将所有发送至同一终端的数据，打包在一个IP数据包中，反馈给终端。具体地，获取各传感器返回的数据反馈WSN数据包中的传感器节点所采集的数据；以传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将各传感器返回的相同数据类型的数据打包成一个IP数据包，发送给终端。其中，数据反馈IP数据包的格式可参见表九所示。

表九

源地址	目的地址	帧负载
			10.0.0.1	192.11.45.2	Reply data 1&Reply data4&Reply data 6
10.0.0.1	10.0.0.172	Reply data 1&Reply data4&Reply data 6
			10.0.0.2	192.11.45.1	Reply data 3

由于终端在请求某一数据类型的数据时，WSN中的会存在较多的传感器节点反馈数据，通过将所有传感器节点反馈的数据组合在一个IP数据包中，再反馈给终端，可有效提高数据传输的效率，提高外部网络带宽资源利用率，在保证数据完备的前提下可减少转发的IP数据包的个数，提高数据转发效率。

步骤510、终端接收到数据反馈IP数据包时，即可提取帧负载中的数据，该数据即为终端所要请求的数据。

上述本发明实施例中，若各传感器节点可同时具有多个数据类型的数据采集能力时，各传感器节点还可根据数据请求WSN数据包中携带的数据类型，采集与该WSN数据包中携带的数据类型对应的数据。具体地，在将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包时，具体可将IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型携带在数据请求WSN数据包中，该数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型用于指示需要采集的数据类型，以便接收到数据请求WSN数据包的传感器节点根据数据类型进行数据采集。实际应用中，可根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得虚拟IP地址对应的数据类型，以将数据类型携带在数据请求WSN数据包中，或者在终端发送的数据请求IP数据包中的数据类型，直接将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包。

本领域技术人员可以理解，上述步骤502和步骤503中，为数据类型分配虚拟IP地址，也可以是网关根据其所管理的各传感器节点所采集数据的数据类型，为各数据类型分配的虚拟IP地址，使得虚拟IP地址、数据类型和传感器节点对应；当终端请求查询数据时，网关即可将其所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址反馈给终端；或者，网关也可将其分配的虚拟IP地址与数据类型之间的对应关系，主动上报给终端，终端需要查询某一数据类型的数据时，终端就可基于虚拟IP地址与数据类型之间的对应关系，向其请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址发起数据请求。

本领域技术人员可以理解，除了可应用于上述图5所示的网络环境，实现对温湿度、二氧化硫、甲烷和一氧化碳的数据采集的WSN中的数据传输外，本实施例还可应用于其它数据采集类型的WSN中，例如抄表***等，在此并不作特别限制。

图7为本发明实施例六提供的网关的结构示意图。本实施网关包括请求接收模块11、节点获取模块12和请求发送模块13，其中：

请求接收模块11，用于接收终端发送的数据请求IP数据包，该数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

节点获取模块12，与请求接收模块11连接，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

请求发送模块13，与节点获取模块12和请求接收模块11连接，用于将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将数据请求WSN数据包发送至数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以请求获得传感器节点所采集的数据。

本实施例网关可应用于WSN中，作为WSN与IP网络之间的中继设备，实现WSN中传感器节点与IP网络中的终端之间的数据通信，其具体实现过程可参见上述本发明方法实施例的说明，在此不再赘述。

图8为本发明实施例七提供的网关的结构示意图。如图8所示，本实施例网关中，请求发送模块13具体可包括数据包转换单元131和数据发送单元132，其中：

数据包转换单元131，用于将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型携带在数据请求WSN数据包中，该数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型可用于指示需要采集的数据类型，以便接收到数据请求WSN数据包的传感器节点根据该数据类型进行采集数据；

数据发送单元132，用于将数据请求WSN数据包发送至数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以请求获得传感器节点所采集的数据。

本实施例可应用于WSN的传感器节点具有多个数据类型的数据采集中，这样，传感器节点可根据接收到的WSN数据包中携带的数据类型进行数据采集，为终端提供所需的数据。

本实施例中，请求接收模块11接收到数据请求IP数据包后，可根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，确定虚拟IP地址对应的数据类型，从而将该数据类型携带在数据请求WSN数据包中。实际应用中，终端发送的数据请求IP数据包中也可携带有终端所请求的数据的数据类型，从而可直接将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包即可。其具体实现过程可参见上述本发明方法实施例的说明，在此不再赘述。

图9为本发明实施例八提供的网关的结构示意图。如图9所示，本实施例网关中，请求接收模块11获取的数据请求IP数据包中还携带有终端所请求数据的数据类型；节点获取模块12具体可包括数据类型获取单元121、判断单元122和节点获取单元123，其中：

数据类型获取单元121，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型；

判断单元122，用于判断数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与数据请求IP数据包中携带的数据类型是否一致；

节点获取单元123，用于判断数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与数据请求IP数据包中携带的数据类型一致时，根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点。

本实施例可对终端发送的数据请求IP数据包是否为发送给本网关进行判断，以避免不同WSN中因存在相同虚拟IP地址而导致IP数据包发送错误。其具体实现过程可参见上述本发明方法实施例的说明，在此不再赘述。

图10为本发明实施例九提供的网关的结构示意图。在上述图7、8或9所示实施例技术方案的基础上，如图10所示，本实施例网关还可包括数据接收模块14和数据发送模块15，其中：

数据接收模块14，用于接收传感器节点返回的数据反馈WSN数据包，数据反馈WSN数据包包含传感器节点采集的数据；

数据发送模块15，与数据接收模块14连接，用于以传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将数据反馈WSN数据包转换成数据反馈IP数据包，发送给所述终端。

本实施例中，数据接收模块14可接收传感器节点根据请求发送模块13发送的数据请求WSN数据包而反馈的数据，并可将该数据打包成IP数据包后，发送给终端，其具体实现过程可参见上述发明方法实施例的说明，在此不再赘述。

本实施例中，上述的数据发送模块15具体可用于以多个传感器节点采集的数据的同一数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将多个传感器采集的数据打包成在一个数据反馈IP数据包中，发送给终端。通过将反馈给同一终端的所有数据打包在一个IP数据包中进行发送，可有效减少数据包发送个数，提高数据传输效率。

如图10所示，本实施例网关还可包括地址分配模块16，用于监测到传感器接节点接入时，为传感器节点分配WSN地址，并将传感器采集的数据的数据类型与传感器节点的WSN地址对应，获得传感器节点与数据类型之间的对应关系；此外，本实施例网关还可包括虚拟IP地址分配模块17和虚拟IP地址反馈模块18，其中，虚拟IP地址分配模块17用于根据终端发送的查询请求IP数据包中所要请求查询数据的数据类型，为数据类型分配虚拟IP地址，并建立数据类型与虚拟IP地址之间的对应关系；虚拟IP地址反馈模块18与虚拟IP地址分配模块17连接，用于将为数据类型分配的虚拟IP地址反馈给所述终端。

图11为本发明实施例十提供的网络***的结构示意图。如图11所示，本实施例网络***可包括终端10和网关20，网关20可位于WSN中，用于管理WSN中的各传感器节点，终端10为IP网络中的设备，且网关20可作为中继设备，以建立WSN中的传感器节点与IP网络中的终端10之间的数据通信，其中，终端10用于发送数据请求IP数据包，数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；网关20用于接收该数据请求IP数据包，根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以及用于将数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，发送至数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点以请求获得传感器节点所采集的数据；此外，网关20还可用于接收传感器节点反馈的数据反馈WSN数据包，将数据请求WSN数据包携带的传感器节点采集的数据打包成IP数据包后，发送给终端。

本实施例中的网关可为采用上述本发明实施例提供的网关，其具体结构可参见上述本发明实施例网关的说明，在此不再做赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

接收终端发送的数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包包括：

将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型携带在所述数据请求WSN数据包中，所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型用于指示需要采集的数据类型。

3.根据权利要求1或2所述的数据传输方法，其特征在于，所述数据请求IP数据包中携带有终端所请求的数据类型；

所述根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点包括：

根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型；

判断所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与所述数据请求IP数据包中携带的数据类型一致时，根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点。

4.根据权利要求1、2或3所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

接收所述传感器节点返回的数据反馈WSN数据包，所述数据反馈WSN数据包包含所述传感器节点采集的数据；

以所述传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将所述数据反馈WSN数据包转换成数据反馈IP数据包，发送给所述终端。

5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述以传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将所述数据反馈WSN数据包转换成数据反馈IP数据包，发送给所述终端包括：

以多个传感器节点采集的数据的同一数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将所述多个传感器节点采集的数据打包在一个数据反馈IP数据包中，发送给所述终端。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

监测到所述传感器节点接入时，为所述传感器节点分配WSN地址，并将所述传感器采集的数据的数据类型与所述传感器节点的WSN地址对应，获得传感器节点与数据类型之间的对应关系。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，所述将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点包括：

以当前网关的WSN地址作为源地址，与所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点的WSN地址为目的地址，将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，发送到所述传感器节点。

8.根据权利要求1至7任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

根据终端发送的查询请求IP数据包中所要请求查询数据的数据类型，为所述所要请求查询数据的数据类型分配虚拟IP地址，并建立数据类型与虚拟IP地址之间的对应关系；

将为所述所要请求查询数据的数据类型分配的虚拟IP地址反馈给所述终端。

9.一种网关，其特征在于，包括：

请求接收模块，用于接收终端发送的数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

节点获取模块，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点；

请求发送模块，用于将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

10.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述请求发送模块包括：

数据包转换单元，用于将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，并将所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型携带在所述数据请求WSN数据包中，所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型用于指示需要采集的数据类型；

数据发送单元，用于将所述数据请求WSN数据包发送至所述传感器节点，以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

11.根据权利要求9或10所述的网关，其特征在于，所述数据请求IP数据包中携带有终端所请求数据的数据类型；

所述节点获取模块包括：

数据类型获取单元，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型；

判断单元，用于判断所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与所述数据请求IP数据包中携带的数据类型是否一致；

节点获取单元，用于判断所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的数据类型与所述数据请求IP数据包中携带的数据类型一致时，根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点。

12.根据权利要求9、10或11所述的网关，其特征在于，还包括：

数据接收模块，用于接收传感器节点返回的数据反馈WSN数据包，所述数据反馈WSN数据包包含传感器节点采集的数据；

数据发送模块，用于以传感器节点采集的数据的数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将所述数据反馈WSN数据包转换成数据反馈IP数据包，发送给所述终端。

13.根据权利要求12所述的网关，其特征在于：

所述数据发送模块，具体用于以多个传感器节点采集的数据的同一数据类型对应的虚拟IP地址作为源地址，将所述多个传感器采集的数据打包成在一个数据反馈IP数据包中，发送给所述终端。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的网关，其特征在于，还包括：

地址分配模块，用于监测到传感器接节点接入时，为传感器节点分配WSN地址，并将所述传感器采集的数据的数据类型与所述传感器节点的WSN地址对应，获得传感器节点与数据类型之间的对应关系。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的网关，其特征在于，还包括：

虚拟IP地址分配模块，用于根据终端发送的查询请求IP数据包中所要请求查询数据的数据类型，为所述所要请求查询数据的数据类型分配虚拟IP地址，并建立数据类型与虚拟IP地址之间的对应关系；

虚拟IP地址反馈模块，用于将为所述所要请求查询数据的数据类型分配的虚拟IP地址反馈给所述终端。

16.一种网络***，其特征在于，包括网关和终端，其中：

所述终端，用于发送数据请求IP数据包，所述数据请求IP数据包中的目的地址为与终端所请求的数据的数据类型对应的虚拟IP地址；

所述网关，用于根据虚拟IP地址、数据类型和传感器节点之间的对应关系，获得所述数据请求IP数据包中的虚拟IP地址对应的传感器节点，以及用于将所述数据请求IP数据包转换成数据请求WSN数据包，发送至所述传感器节点以请求获得所述传感器节点所采集的数据。

Images