基于Linux嵌入式系统的无线网关设计方案

1、概述

　　传统网关在功能上主要完成协议转换及部分系统管理功能，而采用嵌入式无线网关作为无线网络设备接入有线网络的接入部件，除了具有传统网关的功能外，还具有对无线网络的管理，包括无线网络的形成、节点设备加入和注销等。

　　在嵌入式网关，部署web服务器，嵌入式sqlite数据库，通过开发CGI程序，一方面响应用户浏览器请求，另一方面CGI程序实现与子网内节点通信。

　　嵌入式网关作为子网中心，首先在整个网络中工作。网络内部设备在安装完上电后，会自动搜索最近的网关加入，获取通信ID并上报设备ID，网关存储其子节点的ID及设备ID。

2、工作流程

　　嵌入式网关负责处理节点数据。当接收到一个完整的节点网络协议帧后，触发相应的处理流程，对协议帧进行解析、判断和处理。接着判断帧的类型，如果是命令帧，根据命令处理；如果是数据帧，提取有效数据，进行相应处理。

　　嵌入式网关负责传输节点数据。主要任务是把处理过后的数据封装成协议报文，按照网络规则通过无线模块传输到设备节点或管理节点。数据报文的长度根据发送的有效数据确定，目的地址和原地址从地址列表中提取，ID号则从绑定表中取出。设置节点的ID和网络地址的映射转换。报文头和有效数据填入后，从实时时钟中读取当前时间，组成一个完整的报文，通过无线模块传输到上级节点或下级节点中。

3、数据存储

　　主要是对网络内节点的数据进行备份存储，用于管理人员进行检索查询。在无线网络出现故障时，通过外部存储器进行数据备份，利用信息的冗余来提高系统的安全性和可靠性，存储介质采用外部FLASH。

4、无线传输模块

　　主要是负责与网络节点发送指令，来实现诸如同步，数据确认等机制。在无线网络中，设备节点需要跟网关节点进行交互通信，如网络建立过程，网关节点需要发送信标帧，设备节点收到信标帧后请求加入网络。为了提高数据传输的可靠性，需要发送确认帧的确认机制，数据流向设备节点。

5、接入Internet

　　无线网络通过嵌入式网关与Internet相连，其一，通过RJ45网线接入，此种方式比较传统，也是可靠性最高的选择；其二，通过wifi无线模块接入，需要有wifi无线路由器支持。

6、嵌入式web服务器

　　嵌入式web服务器boa是一个源码开放、功能强大、支持动态网页并可以运行在多个平台的嵌入式web Server。

7、嵌入式sqlite数据库

　　嵌入式数据库存储经过信息分析模块处理过的数据，嵌入式SQLite数据库满足体积小、数据容量大、处理速度快、占用内存少的特点，选用SQLite作为该网关的嵌入式数据库。

8、通用网关接口（CGI）

　　CGI实现嵌入式Web Server与Web浏览器之间的动态数据交互。

9、wifi无线模块

　　在嵌入式Linux系统中，重新编译内核，支持wifi无线网卡。编译linux-2.6的内核支持WIFI硬件驱动，将生成的zImage烧写到s3c6410开发板上，使内核支持无线网卡。