[发明专利]基于ZigBee和XML的物联网数据网关

说明书

技术领域

电子信息领域，用于物联网中数据采集、传输和存储的方法和装置。

背景技术

物联网包括感知层、网络层、业务和应用层。感知层实现物体的信息采集、捕获和识别；网络层进行信息的传递，包括接入网和核心网；业务和应用层实现物联网的信息处理和应用。已有物联网接入设备结合传统通信网络与传感器网络，将感知数据传递给远端的计算设备处理，不具备数据本地存储的功能。此外，网络上传递的数据缺少统一的描述机制和表示方法，无法实现数据的共享与一致解析。本发明设计具有数据本地存储、转存和传输能力的物联网数据网关，并采用XML统一描述感知数据，实现物联网数据的共享和一致解析。

发明内容

为了克服已有物联网接入设备不能本地存储感知数据，以及感知数据表示不规范的问题。本发明采用XML统一描述感知数据，并设计实现具有感知数据本地存储、转存和传输能力的物联网数据网关。

本发明的特征在于，含有：设在Arduino开发板上的ZigBee无线收发模块、安全数码存储卡SD、删除用的按钮Btn_delete和三个指示灯，其中：

三个指示灯，分别为状态指示灯Led_status、删除指示灯Led_delete和转存指示灯Led_copy；

ZigBee无线收发模块，通过ZigBee协议从物联网的各无线传感节点中接受适时传感数据，设定下述各请求、发送和接收数据帧格式；

无线传感节点请求帧的结构，含有：第一个开始符、第一个长度、第一个数据帧和第一个1字节校验符，其中：

第一个开始符为第一字节，表述为请求帧数据；

第一个长度为第二和第三字节，含有最高有效字节MSB和最低有效字节LSB；

第一个数据帧，含有：第四字节的应用程序接口标识API_Identifier和与API标识对应的数据Identifier_specific Data，所述与API标识对应的数据Identifier_specific Data中含有：第5字节的帧标识Frame_ID 0x01，第6～13字节共64位的目标地址，第14～15字节共16位的目标网络地址，第16字节的第8位操作符Options以及第17～n个字节的射频RF数据，所述射频RF数据中包含有：无线传感节点标识符Sensor_id，数据类型Data_type以及日期date，n为设定值；

无线传感节点发送数据帧的结构，含有：第二个开始符、第二个长度、第二个数据帧和第二个1字节校验符，其中：

第二个开始符为第一字节，表示为发送数据帧；

第二个长度为第二和第三字节，含有：最高有效字节MSB和最低有效字节LSB；

第二个数据帧，含有：第四字节的应用程序接口标识API_Identifier和与API标识对应的数据Identifier_specific Data，所述与API标识对应的数据Identifier_specific Data中含有：第5字节的帧标识Frame_ID，第6～7字节的远程网络地址，第8个字节的传输重试次数，第9个字节的传送状态以及第10个字节的路由发现状态，其中传送状态是指：该数据帧成功传送、未收到、通信失败或已清除四种状态之一的标识数据帧传送的状态标识，路由发现状态是指：数据帧传送过程所计算的路由状态的发现情况标识；

物联网数据网关接收数据帧的结构，含有：

第三个开始符为第一字节，表示为物联网数据网关接收数据帧，

第三个长度为第二和第三字节，含有：最高有效字节MSB和最低有效字节LSB，

第三个数据帧，含有：第四字节所述的接口标识API_identifier和与API标识对应的数据Identifier_specific Data，所述与API标识对应的数据Identifier_specific Data含有：第5～12个字节的64位目标地址，第13～14个字节的16位目标网络地址，第15个字节的操作符，第16～n个字节的射频RF数据，其中，所述射频RF数据含有：无线传感节点标识Sensor_id、数据类型Data_type以及数据，

所述无线收发模块依次按以下步骤进行数据的采集、传输和存储：

步骤(1)，所属Arduino开发板上电，所述物联网无线收发模块开始工作；

步骤(2)，所述无线收发模块通过ZigBee协议实时接受各个所述无线传感节点发送的无线传感数据；

步骤(3)所述无线收发模块把接收到的无线传感数据实时的以基于XML格式的层次模型存储于所述安全数码存储卡SD卡中；