基于ZigBee和XML的物联网数据网关

摘要

基于ZigBee和XML的物联网数据网关属于物联网电子信息技术领域，其特征在于，由物联网中各无线传感节点来将数据通过ZigBee实时发送到物联网网关，数据网关将接收到的数据采用XML描述并存储于数据网关的SD卡上，同时将打包后的数据通过ZigBee转发给相连的网络设备。当数据网关通过USB2.0接口与计算机设备相连时，用户可以通过在计算机上运行数据转存软件，将在数据网关上保存的数据转存至用户计算机。当按下数据网关上的“Btn_delete”按钮时，可删除数据网关上保存的传感数据。本发明采用XML描述传感数据，用户可以方便数据的共享、转存与传输，同时能实时备份传感数据。

主权项

基于ZigBee和XML的物联网数据网关，其特征在于，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；步骤(4)，检测是否有操作请求，若没有，返回步骤(1)；若有，则判断是删除Delete请求还是转存Copy请求；若是用户通过所述删除按钮Btn_delete来触发的删除请求，则：状态指示灯Led_status和删除指示灯Led_delete亮，则删除所述安全数码存储卡SD中的无线传输数据，使其初始化，执行删除Delete操作，并判断删除是否成功；若所述状态指示灯Led_status灭，而删除指示灯Led_delete延时5秒后灭，表示删除不成功；若所述状态指示灯Led_status和删除指示灯Led_delete都延时10秒后灭，则表示删除成功，然后，不论删除成功与否，都返回步骤(2)；若用户通过所述Arduino开发板的USB2.0发送来转存Copy请求，则所述状态指示灯Led_status和转存指示灯Led_copy亮，则所述无线收发模块执行转存Copy操作，把所述安全数码存储卡SD中的无线传感数据通过所述USB2.0接口转存到用户计算机中；若转存成功，则所述状态指示灯Led_status和转存指示灯Led_copy延时10秒后灭，否则，转存不成功，则所述状态指示灯Led_status灭，而转存指示灯Led_copy延时5秒后灭，无论何种情况，都返回步骤(2)。