系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) - ZigBee與WiFi的雙模無線網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案解析

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

　　無線網(wǎng)關(guān)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，如圖3所示，由硬件驅(qū)動層、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層和應(yīng)用程序組成。硬件驅(qū)動層主要描述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中ZigBee模塊、 WiFi模塊以及其他外設(shè)的一些驅(qū)動；操作系統(tǒng)層移植ARM Linux，添加無線網(wǎng)卡驅(qū)動模塊；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層主要包括ZigBee協(xié)議棧和WiFi協(xié)議棧；應(yīng)用程序?qū)又饕浦擦饲度胧絎eb服務(wù)器（BOA）、嵌入式數(shù)據(jù)庫（Sqlite）、CGIC庫和圖形化用戶界面（Qt）［5］。

　　圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

　　3.2 系統(tǒng)軟件流程

　　根據(jù)系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖，系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)流詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖4所示。

　　圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

　　以ZigBee終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送至異地終端瀏覽器的數(shù)據(jù)為例，介紹數(shù)據(jù)傳送的整個過程。當(dāng)ZigBee協(xié)調(diào)器接收到來自ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，封裝成自定義幀的格式經(jīng)由串口傳送給Linux傳輸協(xié)議，經(jīng)協(xié)議解析，將有效數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存。當(dāng)收到外部Web請求時，Web服務(wù)器通過CGI實(shí)時獲取共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，并動態(tài)更新網(wǎng)頁，經(jīng)由WiFi無線網(wǎng)卡以無線的形式傳送至終端瀏覽器。

　　3.3 測試與驗(yàn)證

　　利用嵌入式技術(shù)對兩種協(xié)議進(jìn)行解析，完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，最終利用手機(jī)通過WiFi遠(yuǎn)程訪問Web頁面，讀取ZigBee終端傳感器數(shù)據(jù)，并對ZigBee終端的小燈開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)雙模網(wǎng)關(guān)的基本功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

　　圖5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖

　　結(jié)語

　　本文通過分析ZigBee與WiFi協(xié)議棧的特點(diǎn)，提出了一種雙模無線網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換的方案，該方案可以很好地完成ZigBee組網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制等任務(wù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于ZigBee和WiFi的雙模網(wǎng)關(guān)切實(shí)可行，可以實(shí)現(xiàn)全無線網(wǎng)絡(luò)的組建，為網(wǎng)絡(luò)通信從有線向無線過渡提供了一種解決方案。