3．3 嵌入式Linux網絡編程

本設計中通過TD—SCDMA網絡接入Internet。WSN子網的某一節點在上電后，網關分配給其一個1 6位的短地址，使其在子網中標識自己，然后周期性地發送其采集到的數據。網關收到傳感器節點傳送過來的數據之后，進行IEEE 802．15．4協議與以太網協議的轉換，為了向網絡設備提供透明的接口和區分串口數據的來源，需要制定統一的數據幀格式，所以協議轉換后加上slip的幀頭，通過串口設備發送給ARM。

ARM在解析了slip幀頭之后交給上層以及MAC層，解析以太網頭，然后上交給適配層，適配層將對完整的IPv6數據進行壓縮或者分片。數據在 IPv6層根據鄰居發現，找到要發送的網絡，并且進行路由轉發，經過在MAC層加上相應的MAC頭后，經TD模塊發送到TD—SCDMA通信網。這樣，從子網到TD網絡的數據轉發結束。

3．3．1 PPP協議簡介

PPP是一種提供兩個實體之間數據包傳輸的鏈路連接設計的鏈路層協議。這種鏈路具有全雙工操作、實現流量和差錯控制等功能，并按照順序傳遞數據包。可以通過撥號或者專線方式，讓客戶端和服務端建立起一種點對點的連接，傳遞數據。

3．3．2 建立撥號連接

在Linux系統中，通過PPP可以將主機與一個PPP服務器連接并進入該服務器所連接的網絡資源，就好像直接連上那個網絡一樣。建立一個PPP連接上網主要有以下步驟：第一步是調用會話程序。然后會話程序通過發送AT指令給3G模塊，完成撥號、身份驗證、配置等工作。最后，客戶端的pppd程序與服務器端的pppd程序進行握手，建立好連接，相互傳遞數據。多頻段網關建立網絡連接流程圖如圖8所示。

3．4 應用程序的設計

由于數據來源于4個頻段子網匯聚節點的串口，因此網關的應用程序采集多頻段子網匯聚節點數據部分設計上采用Linux系統中的多設備讀取機制select（I／O多工機制）來實現對多個串口的監聽。多串口采集數據的流程如圖9所示。

圖9 多串口采集數據的流程圖

4 實例測試

圖10為PPP撥號成功后超級終端顯示的Linux系統信息截圖，撥號目標上位機地址是222．182．101．220，從圖中可以看出，PPP撥號成功，并且獲得了TD網絡分配的IPv4地址10．81．185．15，遠程服務器IP為192．200．1．21。

圖10 PPP撥號成功后超級終端顯示的Linux系統信息截圖

結語

隨著物聯網時代，TD—SCDMA將促進物聯網有效發揮無縫通信的巨大威力，該方案充分利用了互聯網和無線通信公用網絡資源，將無線傳感網技術、嵌入式技術、TD—SCDMA通信有機地結合起來，成功設計了WSN／TD網關，實現了無線傳感網與TD—SCDMA網絡的融合，在實際應用當中取得了良好的效果。