專利名稱：一種基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于軟件無(wú)線電技術(shù)搭建的面向 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展及各種應(yīng)用的推動(dòng)，出現(xiàn)了多種不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，比 如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其物理層和MAC層基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，上層采用SgBee技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)中短距離、低速率的無(wú)線應(yīng)用；比如無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，其物理層和MAC層基于 IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)中等距離高速、突發(fā)的數(shù)據(jù)應(yīng)用。此外，因特網(wǎng)作為互聯(lián)全球的 網(wǎng)絡(luò)，依靠TCP/IP協(xié)議互聯(lián)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)作為一種傳統(tǒng)的廣 播方式，因其靈活、方便、投資少的特點(diǎn)依然流行。不同的網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)和特 點(diǎn)，比如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)采用的物理層技術(shù)相差很大。搭建一種高效連 接這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的裝置成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)乃至網(wǎng)絡(luò)研究的一種需要。但是，現(xiàn)有的面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的教學(xué)裝置很少，而且使用的平臺(tái)大都基于各 種異構(gòu)設(shè)備網(wǎng)關(guān)之間的互聯(lián)，即需要針對(duì)不同的協(xié)議配置不同的接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備，設(shè)備繁 多，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，無(wú)法滿足高效互聯(lián)及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的目的。另一方面，隨著硬件技術(shù)的發(fā)展與推動(dòng)，出現(xiàn)了一種軟件無(wú)線電技術(shù)。該技術(shù) 是指采用通用的硬件平臺(tái)，通過(guò)軟件的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)原先硬件能實(shí)現(xiàn)的功能。原先需要的 針對(duì)不同協(xié)議的多種接入網(wǎng)關(guān)現(xiàn)在可以通過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，唯一不同的地方 在于我們需要編寫針對(duì)不同協(xié)議的軟件模塊。這樣不僅能減少硬件設(shè)備，而且還能在同 一個(gè)網(wǎng)關(guān)內(nèi)高效的轉(zhuǎn)換協(xié)議，大大降低了搭建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)裝置的復(fù)雜性。本發(fā)明正是基于 這種軟件無(wú)線電技術(shù)來(lái)搭建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置。由于不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) 采用的底層協(xié)議(比如物理層協(xié)議)不同，針對(duì)的應(yīng)用不同，各種網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)法直接互 聯(lián)，必須通過(guò)相應(yīng)的多種接入網(wǎng)關(guān)來(lái)互聯(lián)。傳統(tǒng)的互聯(lián)方法依靠不同網(wǎng)關(guān)之間通過(guò)因特 網(wǎng)互聯(lián)，這樣就需要設(shè)計(jì)針對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的多個(gè)網(wǎng)關(guān)，設(shè)備繁多，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。此外， 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的高速發(fā)展迫切要求設(shè)計(jì)一個(gè)能夠高效互聯(lián)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)裝置。技術(shù)方案本發(fā)明的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置包括兩個(gè)通用網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、調(diào)頻收音機(jī)、因特網(wǎng)上的主機(jī)；其中，所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采 用軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)造，包括前端硬件設(shè)備和后端軟件模塊，后端軟件模塊運(yùn)行于通用 計(jì)算機(jī)上，前端硬件設(shè)備與后端軟件模塊之間通過(guò)有線連接；
其中，兩個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接成無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A與無(wú)線傳感器節(jié) 點(diǎn)連接形成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并與因特網(wǎng)上的主機(jī)通過(guò)因特網(wǎng)相連，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B與 調(diào)頻收音機(jī)連接形成調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)四種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物 理層和MAC層基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，上層基于ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。
所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC層基于 IEEE802.11b 標(biāo)準(zhǔn)。所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與調(diào)頻收音機(jī)構(gòu)成的調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物理層基于調(diào) 頻技術(shù)。所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與因特網(wǎng)通過(guò)TCP/IP協(xié)議互聯(lián)。所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)前端硬件設(shè)備包括前端射頻模塊、ADC/DAC模塊、FPGA 模塊，后端軟件模塊運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)中，前端硬件設(shè)備與后端軟件模塊通過(guò)USB2.0、 PCI-Express總線或者Ethernet技術(shù)相連。所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過(guò)編寫后端軟件模塊可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)IEEE802.15.4、 IEEE802.11b、調(diào)頻、TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的接入網(wǎng)關(guān)，并完成各個(gè)協(xié)議之間的任意轉(zhuǎn)換。采用軟件無(wú)線電技術(shù)方法構(gòu)造通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而搭建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)裝置。該技術(shù) 只需要一個(gè)通用的硬件平臺(tái)，通過(guò)編寫不同的軟件模塊來(lái)模擬針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的接入 網(wǎng)關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括前端硬件設(shè)備、后端軟件模塊，后端軟件模塊運(yùn)行 在通用計(jì)算機(jī)上，兩個(gè)模塊之間通過(guò)有線連接，比如USB2.0或者PCI-Express總線或者 以太網(wǎng)接口。利用此技術(shù)，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以同基于任意網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信，并能轉(zhuǎn) 換不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這樣搭建的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)裝置，協(xié)議轉(zhuǎn)換只在通用網(wǎng)關(guān)設(shè)備內(nèi)發(fā)送，避 免了原先兩個(gè)網(wǎng)關(guān)之間的轉(zhuǎn)換，滿足方便高效的目的。有益效果本發(fā)明利用軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)造通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而搭建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 裝置。通過(guò)該技術(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置可以減少網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而提高實(shí)驗(yàn)裝置性能并具有以 下有益效果
1、教學(xué)內(nèi)容豐富。本發(fā)明可以很輕易的包含多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，不僅可以單獨(dú)研究各種 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，還可以研究網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。采用模塊化設(shè)計(jì)，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)編寫相應(yīng)模塊， 可以任意組合裁減，方便實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。2、裝置開放?；谲浖o(wú)線電技術(shù)，可以有效兼容不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)采用模 塊化軟件編程，便于添加新的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有利于學(xué)生創(chuàng)新。3、裝置配置靈活。通用的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以當(dāng)作任何網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，降低異 構(gòu)網(wǎng)絡(luò)搭建難度，同時(shí)方便網(wǎng)絡(luò)配置。


圖1是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例整體架構(gòu)圖，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻 廣播網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)，設(shè)備包括無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、調(diào)頻收音機(jī)、因特網(wǎng)上的 主機(jī)。實(shí)線表示有線連接，虛線表示無(wú)線連接。圖2是通用軟件無(wú)線電網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊構(gòu)成圖。箭頭表示數(shù)據(jù)流向。圖3是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)模塊構(gòu)成圖。箭頭表示數(shù)據(jù)流向，虛線表示電流流向。圖4是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)例的數(shù)據(jù)流向圖。實(shí)線箭頭表示數(shù)據(jù)流向，從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)到無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)架構(gòu)如圖1所示。設(shè)備包括無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、 USRP (通用軟件無(wú)線電外設(shè))硬件與GNU Radio軟件、調(diào)頻收音機(jī)、因特網(wǎng)上個(gè)人計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)。其中USRP硬件與GNU Radio軟件構(gòu)成一個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，USRP硬件為前端 硬件設(shè)備，GNU Radio為后端軟件模塊。USRP硬件又由前端射頻模塊、ADC/DAC模 塊、FPGA模塊組成，后端軟件模塊運(yùn)行在一個(gè)通用計(jì)算機(jī)上，USRP硬件與GNU Radio 軟件之間通過(guò)USB2.0有線標(biāo)準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)，模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)基于 一般技術(shù)構(gòu)造，包括無(wú)線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感器模塊和電源供給模塊，模塊 結(jié)構(gòu)如圖3所示。因特網(wǎng)上個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)軟件模塊，用于與通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)交 互。調(diào)頻收音機(jī)用于接收數(shù)據(jù)并發(fā)出聲音。具體來(lái)說(shuō)，如圖1所示該裝置由以下幾部分組成
1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)。多個(gè)傳感器獨(dú)立完成感知任務(wù)，通 過(guò)IEEE 802.15.4、ZigBee標(biāo)準(zhǔn)與通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通信，同樣通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)也能通過(guò)相同標(biāo) 準(zhǔn)與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通信。2、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)。兩個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的骨干網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)，它們之間通過(guò)IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。3、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和調(diào)頻收音機(jī)的互聯(lián)。通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以將收到的數(shù)據(jù)通過(guò) 調(diào)頻方式發(fā)送給調(diào)頻收音機(jī)，實(shí)現(xiàn)與調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。4、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和因特網(wǎng)的互聯(lián)。通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)TCP/IP協(xié)議直接發(fā) 送數(shù)據(jù)到因特網(wǎng)上的任何主機(jī)，也可以接收從因特網(wǎng)上的任何主機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中使用的通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括前端硬件設(shè)備和后端軟件模塊，前端硬件 設(shè)備包括前端射頻模塊、ADC/DAC模塊、FPGA模塊，后端軟件模塊實(shí)現(xiàn)在通用計(jì)算機(jī) 上，其連接關(guān)系如圖2所示。前端射頻模塊負(fù)責(zé)接收發(fā)送信號(hào)，ADC/DAC模塊負(fù)責(zé)模 數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA模塊負(fù)責(zé)上/下采樣等初步的高速處理，后端軟件模塊對(duì)得到的復(fù) 數(shù)信號(hào)進(jìn)一步處理。以信號(hào)接收為例，前端射頻模塊通過(guò)天線接收信號(hào)，并從高頻轉(zhuǎn)成 中頻，中頻的信號(hào)通過(guò)ADC采樣進(jìn)入FPGA模塊，F(xiàn)PGA對(duì)得到的復(fù)信號(hào)下采樣，得到 基帶信號(hào)。通過(guò)USB2.0將得到的基帶信號(hào)傳輸?shù)酵ㄓ糜?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中的軟件模塊對(duì) 基帶信號(hào)進(jìn)行處理，針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)作不同的解調(diào)處理最后得到數(shù)據(jù)。信號(hào)發(fā)送的過(guò)程 與接收類似，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件模塊調(diào)制，通過(guò)USB2.0發(fā)送到前端FPGA模塊， 插值上采樣，最后通過(guò)前端射頻模塊和天線發(fā)送出去。在本實(shí)施例中，我們實(shí)現(xiàn)了基于 IEEE802.15.4、802.11b、調(diào)頻標(biāo)準(zhǔn)的軟件模塊，并通過(guò)軟件模塊提供的統(tǒng)一編程語(yǔ)言實(shí) 現(xiàn)各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。此外，還利用軟件模塊編程語(yǔ)言提供的網(wǎng)絡(luò)編程接口實(shí)現(xiàn) 通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與因特網(wǎng)的互聯(lián)。本實(shí)施例中使用的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)為Telosb無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。它包括無(wú)線通 信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感器模塊和電源供給模塊，其連接關(guān)系如圖3所示。無(wú)線通 信模塊采用基于IEEE802.15.4協(xié)議的CC2420通信芯片實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理模塊采用基于TIMSP430微處理器實(shí)現(xiàn)，傳感模塊可以是光傳感、磁傳感、加速度傳感等。由于傳感器制 造技術(shù)已經(jīng)成為公知技術(shù)，在此不再贅述。本發(fā)明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)具體實(shí)施例是將數(shù)據(jù)從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸 到因特網(wǎng)上的任意主機(jī)、兩個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和調(diào)頻收音機(jī)上。裝置架構(gòu)如圖1所示，具 體實(shí)驗(yàn)步驟如下1、編寫程序。對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的光傳感器節(jié)點(diǎn)，我們預(yù)先編 寫程序并燒制程序使傳感器知曉自身的編號(hào)，同時(shí)能感知環(huán)境的光強(qiáng)。對(duì)于通用網(wǎng)關(guān)節(jié) 點(diǎn)A，我們預(yù)先編寫接收傳感器數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到因特網(wǎng)及通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B的程序，在通用 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A上運(yùn)行該程序。對(duì)于通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B，我們預(yù)先編寫接收通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A發(fā) 送的數(shù)據(jù)并調(diào)用相應(yīng)文件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到調(diào)頻收音機(jī)的程序，在通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B上運(yùn)行該 程序。對(duì)于因特網(wǎng)上已知IP地址的任意主機(jī)，編寫界面程序用來(lái)接收通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)并做相應(yīng)處理，并在主機(jī)上運(yùn)行。2、用手將某個(gè)傳感器感光部位遮住，如果光強(qiáng)值低于閾值，則發(fā)送該傳感器 的節(jié)點(diǎn)編號(hào)到通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A。3、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A將節(jié)點(diǎn)編號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到因特網(wǎng)上已知IP地址的任意主機(jī)，并將 節(jié)點(diǎn)編號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B。4、通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B收到節(jié)點(diǎn)編號(hào)后調(diào)用某音樂文件傳輸給調(diào)頻收音機(jī)。5、打開調(diào)頻收音機(jī)，調(diào)到相應(yīng)頻段，如果傳感器有編號(hào)數(shù)據(jù)傳來(lái)，收音機(jī)會(huì) 播放相應(yīng)音樂文件。6、打開因特網(wǎng)上的任何已知IP地址的主機(jī)，如果傳感器有編號(hào)數(shù)據(jù)傳來(lái)，界 面程序會(huì)有相應(yīng)提示。該實(shí)施例的數(shù)據(jù)流向如圖4所示。數(shù)據(jù)從某個(gè)傳感器產(chǎn)生，通過(guò)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) A傳輸給因特網(wǎng)上的主機(jī)及通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到調(diào)頻收音機(jī)。
此外，利用本發(fā)明的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，我們還可以研究包括多個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié) 點(diǎn)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)IEEE802.15.4和ZigBee 協(xié)議通信，研究實(shí)例例如數(shù)據(jù)收集、拓?fù)淇刂疲贿€可以研究包括多個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的無(wú) 線局域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)IEEE802.11b互聯(lián)；還可以研究包括多個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 和調(diào)頻收音機(jī)的調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)，它們之間通過(guò)調(diào)頻標(biāo)準(zhǔn)通信。通過(guò)上述的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很清楚的理解到本發(fā)明的 實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)也能很清楚的了解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程。上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明， 而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的任何修 改，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該實(shí)驗(yàn)裝置包括兩個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、調(diào)頻收音機(jī)、因特網(wǎng)上的主 機(jī)；其中，所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采用軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)造，包括前端硬件設(shè)備和后端軟件 模塊，后端軟件模塊運(yùn)行于通用計(jì)算機(jī)上，前端硬件設(shè)備和后端軟件模塊之間通過(guò)有線 連接；其中，兩個(gè)通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接成無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)A與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn) 連接形成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并與因特網(wǎng)上的主機(jī)通過(guò)因特網(wǎng)相連，通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)B與調(diào) 頻收音機(jī)連接形成調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播 網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)四種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物理層和 MAC層基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，上層基于ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在 于所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC層基于 IEEE802.11b 標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與調(diào)頻收音機(jī)構(gòu)成的調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的物理層基于調(diào)頻技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與因特網(wǎng)通過(guò)TCP/IP協(xié)議互聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)前端硬件設(shè)備包括前端射頻模塊、ADC/DAC模塊、FPGA模塊，后端 軟件模塊運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)中，前端硬件設(shè)備與后端軟件模塊通過(guò)USB2.0、PCI-Express 總線或者Ethernet技術(shù)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過(guò)編寫后端軟件模塊可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)IEEE802.15.4、IEEE802.11b、調(diào) 頻、TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的接入網(wǎng)關(guān)，并完成各個(gè)協(xié)議之間的任意轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于軟件無(wú)線電技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、調(diào)頻廣播網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、調(diào)頻收音機(jī)、因特網(wǎng)上的主機(jī)。通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)利用軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)造，包括前端硬件設(shè)備和后端軟件模塊，后端軟件模塊運(yùn)行于通用計(jì)算機(jī)上，前端硬件設(shè)備與后端軟件模塊之間通過(guò)有線連接。通用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以與上述任意實(shí)驗(yàn)設(shè)備通信，還可以實(shí)現(xiàn)上述各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例，基于該異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)裝置實(shí)施例，還設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)實(shí)施例。相對(duì)于現(xiàn)有裝置，本發(fā)明教學(xué)內(nèi)容豐富，實(shí)驗(yàn)環(huán)境開放，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和研究上述各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及更多的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK102014036SQ20101058405
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者吳小兵, 周文昌, 戴瑩, 楊盤隆, 游理釗, 董超, 陳貴海 申請(qǐng)人:南京大學(xué)