PAN適配層和IEEE 802.15.4MAC層進(jìn)行封包，并通過(guò)PLC物理層采用的OFDM技術(shù)由電力線(xiàn)傳輸給電力線(xiàn)載波模塊10，電力線(xiàn)載波模塊10通過(guò)輪詢(xún)電力線(xiàn)上是否有數(shù)據(jù)傳輸，經(jīng)過(guò)逐層的解析提取出電力線(xiàn)上的有效數(shù)據(jù)并傳遞給主控單元，主控單元根據(jù)接收到的報(bào)文產(chǎn)生中斷。電力線(xiàn)載波模塊將接收到的數(shù)據(jù)信息傳給主控單元，主控單元將接收到的電力線(xiàn)載波IPv6數(shù)據(jù)包作為有效載荷，通過(guò)ZigBee模塊20中ZigBee協(xié)議棧的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和MAC層封包以轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)ZigBee數(shù)據(jù)報(bào)文，并交由
2.4GHz射頻物理層將無(wú)線(xiàn)ZigBee數(shù)據(jù)報(bào)文通過(guò)SLIP協(xié)議發(fā)送到串口緩沖器，再經(jīng)射頻天線(xiàn)發(fā)射到ZigBee設(shè)備201/202/203，從而實(shí)現(xiàn)電力線(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)向無(wú)線(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的傳輸。
[0044]主控單元將接收到的電力線(xiàn)載波IPv6模塊10數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)ZigBee模塊20數(shù)據(jù)報(bào)文步驟如下:
[0045](I)主控單元獲取電力線(xiàn)載波模塊10對(duì)IPv6報(bào)文解析后的數(shù)據(jù)及長(zhǎng)度、源地址、目的地址、源端口和目的端口，解析后的報(bào)文作為ZigBee模塊20的ZigBee協(xié)議棧的應(yīng)用層負(fù)載；
[0046](2)主控單元將ZigBee模塊20中ZigBee協(xié)議報(bào)文的設(shè)備地址與電力線(xiàn)載波報(bào)文的地址綁定，在主控單元中設(shè)有電力線(xiàn)載波IPv6地址池和ZigBee地址池，并通過(guò)目的地址來(lái)獲取ZigBee節(jié)點(diǎn)地址；
[0047](3)加載ZigBee模塊20中ZigBee協(xié)議棧的應(yīng)用層幀頭、網(wǎng)絡(luò)層幀頭和MAC層幀頭，完成ZigBee數(shù)據(jù)報(bào)文的封裝，并經(jīng)過(guò)射頻天線(xiàn)發(fā)送到2.4GHz無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee設(shè)備 201/202/203。
[0048]如圖4所示，所述的無(wú)線(xiàn)ZigBee節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)換成電力線(xiàn)載波IPv6節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)文的示意圖:無(wú)線(xiàn)ZigBee射頻模塊20等待接收無(wú)線(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)200中的ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行收、發(fā)數(shù)據(jù)，射頻模塊則進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)會(huì)對(duì)射頻模塊進(jìn)行喚醒并傳輸數(shù)據(jù)。主控單元的控制器對(duì)從射頻天線(xiàn)經(jīng)串行接收緩沖器接收到的無(wú)線(xiàn)ZigBee設(shè)備201/202/203數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，提取有效數(shù)據(jù)包后，將會(huì)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)ZigBee數(shù)據(jù)報(bào)文信息進(jìn)行解析，提取有效數(shù)據(jù)包后，將會(huì)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)ZigBee數(shù)據(jù)報(bào)文到電力線(xiàn)載波數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)SLIP協(xié)議傳輸給載波模塊。最終通過(guò)電力線(xiàn)載波模塊10耦合到電力線(xiàn)傳輸媒介上進(jìn)行傳輸?shù)絇LC設(shè)備101/102/103，從而傳輸給電力線(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)100中的PLC設(shè)備節(jié)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)向電力線(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)的傳輸。
[0049]如圖5所示，所述的電力線(xiàn)載波IPv6與無(wú)線(xiàn)ZigBee間的通信轉(zhuǎn)換流程圖:
[0050]第一步，對(duì)主控單元進(jìn)行初始化，以及電力線(xiàn)載波模塊10中IPv6協(xié)議棧和無(wú)線(xiàn)ZigBee射頻模塊20中ZigBee協(xié)議棧分別進(jìn)行初始化及組網(wǎng)操作。
[0051]所述的主控單元初始化，包括:1/0 口的初始化，看門(mén)狗清零，中斷響應(yīng)處理，控制器定義所需的變量、常量和數(shù)據(jù)類(lèi)型，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器處理，串行通信處理，定時(shí)器處理，以及Linux操作系統(tǒng)初始化。
[0052]所述的電力線(xiàn)載波IPv6協(xié)議棧初始化，包括以下步驟:
[0053](I)電力線(xiàn)載波模塊10的硬件底層初始化，包括有時(shí)鐘、I/O 口、定時(shí)器、串口通信和中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置；
[0054](2)電力線(xiàn)載波模塊中IPv6協(xié)議棧的初始化，包括有應(yīng)用層的收、發(fā)狀態(tài)和應(yīng)用層的屬性，物理層的收、發(fā)狀態(tài)和OFDM調(diào)制解調(diào)，以及物理層的屬性、標(biāo)志位和內(nèi)存空間分配，MAC層的收、發(fā)狀態(tài)和MAC層的屬性及地址，適配層的收、發(fā)狀態(tài)和適配層的屬性，網(wǎng)絡(luò)層的收、發(fā)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)層的屬性、IPv6的地址及網(wǎng)絡(luò)管理；
[0055](3)網(wǎng)關(guān)載波模塊的組網(wǎng)，PLC設(shè)備101/102/103通過(guò)發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求、連接請(qǐng)求等交互過(guò)程完成入網(wǎng)，PLC模塊10為入網(wǎng)的PLC設(shè)備101/102/103分配全球唯一的IPv6地址，從而形成支持IPv6技術(shù)的電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)絡(luò)。第二步，查詢(xún)數(shù)據(jù)是否接收完畢，并對(duì)接收?qǐng)?bào)文的長(zhǎng)度及校驗(yàn)碼進(jìn)行判斷，對(duì)于長(zhǎng)度出錯(cuò)及校驗(yàn)碼錯(cuò)誤的報(bào)文進(jìn)行丟棄處理。
[0056]第三步，對(duì)接收正確的數(shù)據(jù)包進(jìn)行報(bào)文類(lèi)型的判定，如果是電力線(xiàn)載波IPv6報(bào)文則對(duì)該報(bào)文進(jìn)行是否要傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)200進(jìn)行判定，若要傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)200，則在主控單元中將電力線(xiàn)載波IPv6向ZigBee協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并構(gòu)成ZigBee報(bào)文，再通過(guò)SLIP協(xié)議由射頻模塊傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備201/202/203，否則PLC模塊10處理該電力線(xiàn)載波IPv6報(bào)文并響應(yīng)對(duì)應(yīng)的PLC設(shè)備101/102/103。
[0057]第四步，對(duì)接收正確的數(shù)據(jù)包進(jìn)行報(bào)文類(lèi)型的判定，如果是ZigBee報(bào)文則對(duì)該報(bào)文進(jìn)行是否要傳輸?shù)诫娏€(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)100進(jìn)行判定，若要傳輸?shù)诫娏€(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)100，則在主控單元中將ZigBee協(xié)議向電力線(xiàn)載波IPv6協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并構(gòu)成電力線(xiàn)載波IPv6報(bào)文，再通過(guò)SLIP協(xié)議由載波模塊傳輸?shù)诫娏€(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備101/102/103，否則ZigBee模塊20處理該ZigBee報(bào)文并響應(yīng)對(duì)應(yīng)的ZigBee設(shè)備201/202/203。
[0058]針對(duì)在不改變ZigBee與電力線(xiàn)載波IPv6協(xié)議的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電力線(xiàn)載波IPv6網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。
[0059]主控單元中具有用戶(hù)空間和內(nèi)核空間，電力線(xiàn)載波IPv6協(xié)議棧和無(wú)線(xiàn)ZigBee協(xié)議棧均被設(shè)置在主控單元，其中用戶(hù)空間主要處理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)包，而內(nèi)核空間主要負(fù)責(zé)同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)數(shù)據(jù)包，同時(shí)處理以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)。流經(jīng)主控單元的數(shù)據(jù)包有電力線(xiàn)載波IPv6節(jié)點(diǎn)到電力線(xiàn)載波IPv6節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)ZigBee節(jié)點(diǎn)到ZigBee節(jié)點(diǎn)、電力線(xiàn)載波IPv6節(jié)點(diǎn)到無(wú)線(xiàn)ZigBee節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)ZigBee節(jié)點(diǎn)到電力線(xiàn)載波IPv6節(jié)點(diǎn)。圖6為數(shù)據(jù)包多空間共存調(diào)度策略的數(shù)據(jù)包類(lèi)型表。針對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)包，通過(guò)設(shè)置內(nèi)核空間模塊和用戶(hù)空間模塊，當(dāng)待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)內(nèi)核掛接點(diǎn)時(shí)，內(nèi)核將該數(shù)據(jù)包拷貝一份給掛接點(diǎn)模塊處理，并返回一個(gè)信息給內(nèi)核，交由用戶(hù)空間進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)包處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)包的多空間共存調(diào)度策略。
[0060]對(duì)于所述的數(shù)據(jù)包過(guò)濾阻塞機(jī)制，通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包地址與相應(yīng)地址池進(jìn)行比對(duì)，判斷其是否與所屬地址池中的地址相符，若相符則進(jìn)行處理，反之則進(jìn)行阻塞。針對(duì)同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的電力線(xiàn)載波IPv6或ZigBee而言，其地址池所存儲(chǔ)的為無(wú)需轉(zhuǎn)換的載波IPv6或ZigBee節(jié)點(diǎn)地址；而對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，其地址池所存儲(chǔ)的為需要轉(zhuǎn)換為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的載波IPv6或ZigBee節(jié)點(diǎn)地址。圖7為內(nèi)核空間數(shù)據(jù)包阻塞機(jī)制的流程圖，通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包類(lèi)型進(jìn)行判斷，并將接收的電力線(xiàn)載波IPv6或ZigBee數(shù)據(jù)包的目的地址與地址池中無(wú)需轉(zhuǎn)換的載波IPv6或ZigBee節(jié)點(diǎn)的地址比對(duì)，若相同則接收并進(jìn)行相應(yīng)的處理，否則將阻塞該數(shù)據(jù)包。圖8為用戶(hù)空間數(shù)據(jù)包阻塞機(jī)制的流程圖，通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包類(lèi)型進(jìn)行判斷，并將接收的電力線(xiàn)載波IPv6或ZigBee數(shù)據(jù)包的目的地址與地址池中需要轉(zhuǎn)換為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的載波IPv6或ZigBee節(jié)點(diǎn)地址比對(duì)，若相同則接收并進(jìn)行相應(yīng)的處理，否則將阻塞該數(shù)據(jù)包。
[0061]以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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