一种面向服务的传感器网络网关装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向服务的传感器网络网关装置及其控制方法，无线通信模块接收无线传感器网络采集的实时数据并传输给微处理器，并保存在存储器中，微处理器将数据封装为Ｗｅｂ服务，ＧＰＲＳ模块连接到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ用户通过ＧＰＲＳ模块所建立的网络连接，调用Ｗｅｂ服务。本发明专利技术结构简单，体积小，并且智能化程度高、使用效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线传感器网络
，尤其是涉及一种传感器网络的网关装置及 其控制方法。
技术介绍
目前，多种类型的无线传感器网络已经在工程中得到了应用，并开始大量地传送 实时观测数据，作为实验或决策分析之用。但这些传感器网络都是为具体应用而设计的， 它们分别采用不同的系统和应用开发技术，因而对传感器硬件平台的依赖性很强，软件开 发者在针对传感器平台构建应用软件系统时，也大多采用“独立解决方案”，即在特定的操 作系统平台上、特定的集成开发环境下并基于特定的数据表达格式，进行特定应用软件系 统的开发，很少考虑应用的可集成性、可重用性、可定制性和可移植性，造成了各个系统之 间数据无法共享、交换，从而形成许多低水平且互不联系的“信息孤岛”，缺乏系统的整体规 划，信息建设各自为政，一般用户使用起来非常困难，这使得大量信息资源不能充分发挥应 有的作用，效率低下。互联网的飞速发展给人们的生活带来了巨大的变化，已成为人们日常生活不可缺 少的部分。如果将无线传感器网络与互联网集成，把传感器网络格式各异的数据转化为可 透明访问的共享信息，以连通彼此隔绝的系统，把分散的资源整合，使一般用户也能够像访 问Internet —样方便地访问无线传感器网络中的数据，这必将扩大无线传感器网络的应 用范围，对人们的工作、学习和日常生活带来巨大影响。目前无线传感器网络与互联网集成方式主要基于TCP/IP，但一般的传感器节点缺 少必要的内存和计算资源，无法运行完整的TCP/IP协议栈，且TCP/IP数据包头开销太大、 重传机制耗费过多能量，因此不能很好的适用于传感器网络。
技术实现思路
为了克服现有技术可靠性较低和延时较长的不足，本专利技术提供一种面向服务的传 感器网络网关装置，其体积小且智能化程度高、数据处理及传输速度快，使得传感器网络作 为一个重要的资源能通过Internet发现、访问、应用和控制。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是包括无线通信模块、GPRS模块和微 处理器。无线通信模块接收无线传感器网络采集的实时数据并传输给微处理器，并保存在 存储器中，微处理器将数据封装为Web服务，GPRS模块连接到Internet网络，Internet用 户通过GPRS模块所建立的网络连接，调用Web服务，从而实现信息共享，保证了信息的准确 性、一致性和全面性。系统具有较好的松散耦合性和可扩展性，能够快速响应系统需求的变 化和扩展。所述无线通信模块为RF230ZigBee通信模块。所述存储器为StrataFlash存储芯片。所述微处理器为ARM微处理器。所述GPRS模块为TC35模块。本专利技术还提供一种所述面向服务的传感器网络网关装置的控制方法，包括以下步 骤步骤一、网关定期打开ZigBee通信模块，接收无线传感器网络采集的实时数据， 并存储在Flash存储器中；步骤二、网关将无线传感器网络采集的数据封装为Web服务，生成描述Web服务接 口的WSDL文件，并向外发布；步骤三、Internet上的应用根据获得的WSDL文件，遵循SOAP协议向网关装置提 出数据访问请求；步骤四、网关装置根据访问请求，查询存储器中存储的数据，提取符合查询要求的 实时数据；步骤五、网关装置根据SOAP协议，将数据封装为XML消息，返回给Internet上的 应用。本专利技术的有益效果是1、结构简单，体积小，并且智能化程度高、使用效果好。2、设计新颖，采用Web Services技术，将传感器网络应用按照面向服务的思想封 装为Web服务进行开发，在客户端调用Web服务，有效地实现了信息共享；系统具有较好的 松散耦合性和可扩展性，能够快速响应系统需求的变化和扩展，为在Internet环境下查询 无线传感器网络提供了统一的格式。综上所述，本专利技术结构简单，体积小且智能化程度高、使用效果好，使得传感器作 为一个重要的资源能通过Internet发现、访问、应用和控制。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1为本专利技术所述装置的结构框图；图中，1-无线通信模块；2-微处理器；3-GPRS模块；4_存储器；5_无线传感器网 络；6-Internet 应用。图2为本专利技术所述方法的流程图。具体实施例方式装置实施例如图1所示，本专利技术包括用于接收无线传感器网络5实时所采集数据的无线通信 模块1、基于面向服务架构SOA对无线通信模块1所接收的数据进行存储与处理并封装为 Web服务的微处理器2、与微处理器2相接且用以实现微处理器2与Internet应用6相互 通信的GPRS模块3和与微处理器2相接的存储器4，无线通信模块1与微处理器2相接。 所述无线通信模块1、GPRS模块3均为嵌入式模块。本实施例中，所述无线通信模块1为RF230ZigBee通信模块，GPRS模块为TC35模 块，所述微处理器2对所述传感器网络数据进行封装，并且所述面向服务架构SOA为传感器 网际网路整合架构SWE。所述微处理器2处理后的数据格式为XML格式数据。实际使用过程中，将微处理器2设置为基于开放地理信息协会(Open GISConsortium, 0GC)提出的传感器网际网路整合架构(Sensor Web Enablement, SffE)对 无线通信模块1所接收的位无线传感器网络5所采集数据进行分析、存储并封装为Web服 务。其中，SWE是一个分布式感测系统，其信息以服务的方式被全球所有的网络平台共享和 使用，它是传感器网络技术和SOA技术的完美结合。用户可以在世界的任何一个角落发布、 搜寻、查询甚至操纵远端的各种不同种类传感器，从而可以监控世界的实况，并且可以任意 组合这些感测信息与感测资源，设计各式各样的应用，SffE将成为传感资源的全球存储与交 换中心。方法实施例下面以一具体应用实例对本专利技术的控制方法进行详细说明，本例中，在温室大棚 中部署无线传感器网络，监测温室内的大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳 浓度以及光照强度六种环境参数。网关每半小时打开RF230通信模块，向无线传感器网络 发布数据提取命令，并接收无线传感器网络采集的六种环境实时数据。网关在flash存储器中按年和月创建文件目录结构，每天的数据存储在文件中。 网关接收到环境实时数据后，将数据存储当前日期的数据文件中。网关基于gSOAP工具创建数据访问的web服务接口，本实施例中，主要实现了当前 实时数据的访问，即提供当前采集数据的上报功能。根据数据访问接口 getdata，生成描述 服务接口的WSDL文件以及服务器端Skeleton代码，描述服务的命名空间、服务调用类型、 编码类型、绑定的传输协议。网关运行嵌入式TOB服务器Β0Α，通过BOA将WSDL文件发布在 Internet 上。Internet应用访问网关上运行的BOA W^服务器，获取WSDL文件，根据WSDL生成 向网关访问实时数据的SOAP请求，并向网关发送SOAP请求。网关的Skeleton代码接收到SOAP请求后，查找当前日期的数据文件，打开文件， 将最新实时数据组装成XML消息，通过SOAP协议返回Internet应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向服务的传感器网络网关装置，包括无线通信模块、ＧＰＲＳ模块和微处理器，其特征在于：无线通信模块接收无线传感器网络采集的实时数据并传输给微处理器，并保存在存储器中，微处理器将数据封装为Ｗｅｂ服务，ＧＰＲＳ模块连接到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ用户通过ＧＰＲＳ模块所建立的网络连接，调用Ｗｅｂ服务。

【技术特征摘要】
一种面向服务的传感器网络网关装置，包括无线通信模块、GPRS模块和微处理器，其特征在于无线通信模块接收无线传感器网络采集的实时数据并传输给微处理器，并保存在存储器中，微处理器将数据封装为Web服务，GPRS模块连接到Internet网络，Internet用户通过GPRS模块所建立的网络连接，调用Web服务。2.根据权利要求1所述的面向服务的传感器网络网关装置，其特征在于所述的无线 通信模块为RF230ZigBee通信模块。3.根据权利要求1所述的面向服务的传感器网络网关装置，其特征在于所述的存储 器为StrataFlash存储芯片。4.根据权利要求1所述的面向服务的传感器网络网关装置，其特征在于所述的微处 理器为ARM微处理器。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，李士宁，胡丹，马峻岩，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]