一種多網(wǎng)絡(luò)融合的fpga數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，核心控制模塊、WIFI無(wú)線通信模塊、3G無(wú)線通信模塊、Zigbee無(wú)線通信模塊和通用功能模塊幾部分。本發(fā)明以FPGA為硬件平臺(tái)，采用嵌入式Linux和嵌入式WEB技術(shù)，實(shí)現(xiàn)zigbee協(xié)議與3G、Wifi、RJ45等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和無(wú)縫連接。
【專利說(shuō)明】—種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于串口服務(wù)器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有的串口服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)將RS232/422/485等接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Wif i或者RJ45，以實(shí)現(xiàn)將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入Internet網(wǎng)絡(luò)。然而，串口服務(wù)器價(jià)格昂貴且需要網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)，因此不適合在前端大范圍內(nèi)使用；現(xiàn)有的Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊可以實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有傳感器數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式進(jìn)行傳輸，具有價(jià)格低廉且不需要網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的優(yōu)勢(shì)。然而，由于無(wú)法直接接入Internet網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的優(yōu)勢(shì)較弱；在數(shù)據(jù)傳輸速率方面，以串行數(shù)據(jù)為主的ARM為微控制器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與以并行數(shù)據(jù)為主的FPGA為為控制相比較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，解決zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊無(wú)法接入Internet網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的問(wèn)題；3G、WIFI等模塊價(jià)格昂貴且需要網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)，導(dǎo)致在多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中投資成本高的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，以FPGA為硬件平臺(tái)，采用嵌入式Linux和嵌入式WEB技術(shù)，實(shí)現(xiàn)zigbee協(xié)議與3G、Wifi網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和無(wú)縫連接。
[0004]其技術(shù)方案如下:一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，主要包括核心控制模塊、WIFI無(wú)線通信模塊、3G無(wú)線通信模塊、Zigbee無(wú)線通信模塊和通用功能模塊。
[0005]核心控制模塊主要包括帶操作系統(tǒng)的SOPC(可編程片上系統(tǒng))、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和嵌入式WEB服務(wù)器。
[0006]其中，帶操作系統(tǒng)的SOPC是指以帶MMU的Nios II為微處理器，并通過(guò)移植Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)與引導(dǎo)程序至Flash中，構(gòu)建一個(gè)以FPGA為硬件平臺(tái)的SOPC ；
[0007]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)是在構(gòu)建的SOPC中，將嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)移植于Linux操作系統(tǒng)中，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操作；
[0008]嵌入式Web服務(wù)器是指將Boa服務(wù)器移植于Linux操作系統(tǒng)中，采用CGI數(shù)據(jù)交互技術(shù)編寫WEB程序，實(shí)現(xiàn)將Zigbee模塊的數(shù)據(jù)和WIFI或3G方式的數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、接受和發(fā)送等功能，并可以對(duì)通信方式進(jìn)行選擇、配置等功能。
[0009]WIFI無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，采用支持802.11/b協(xié)議的無(wú)線通信模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)可接入無(wú)線路由器的無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接；
[0010]3G無(wú)線通信模塊是指在Linux操作系統(tǒng)中移植USB接口的3G無(wú)線通信模塊的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)接入Internet網(wǎng)絡(luò)；
[0011]Zigbee無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)支持Zigbee協(xié)議的無(wú)線通信模塊，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序的便攜和移植，控制該模塊以Zigbee協(xié)調(diào)器的方式進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)接收Z(yǔ)igbee路由、Zigbee節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的。[0012]通用功能模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，完成USB、串口、存儲(chǔ)和IXD模塊。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]本發(fā)明完成3G、WIFI協(xié)議與Zigbee的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)zigbee協(xié)議與3G、wifi網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端多點(diǎn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能；針對(duì)FPGA并行處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及在其硬件環(huán)境上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)有內(nèi)存管理單元(MMU)的嵌入式系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度；結(jié)合SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)現(xiàn)在Linux操作系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)管理，使數(shù)據(jù)具有一定的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0017]參照?qǐng)D1，一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，主要包括核心控制模塊、WIFI無(wú)線通信模塊、3G無(wú)線通信模塊、Zigbee無(wú)線通信模塊和通用功能模塊。
[0018]核心控制模塊主要包括帶操作系統(tǒng)的SOPC(可編程片上系統(tǒng))、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和嵌入式WEB服務(wù)器。
[0019]其中，帶操作系統(tǒng)的SOPC是指以帶MMU的Nios II為微處理器，并通過(guò)移植Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)與引導(dǎo)程序至Flash中，構(gòu)建一個(gè)以FPGA為硬件平臺(tái)的SOPC ；
[0020]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)是在構(gòu)建的SOPC中，將嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)移植于Linux操作系統(tǒng)中，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操作；
[0021]嵌入式Web服務(wù)器是指將Boa服務(wù)器移植于Linux操作系統(tǒng)中，采用CGI數(shù)據(jù)交互技術(shù)編寫WEB程序，實(shí)現(xiàn)將Zigbee模塊的數(shù)據(jù)和WIFI或3G方式的數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、接受和發(fā)送等功能，并可以對(duì)通信方式進(jìn)行選擇、配置等功能。
[0022]WIFI無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，采用支持802.11/b協(xié)議的無(wú)線通信模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)可接入無(wú)線路由器的無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接；
[0023]3G無(wú)線通信模塊是指在Linux操作系統(tǒng)中移植USB接口的3G無(wú)線通信模塊的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)接入Internet網(wǎng)絡(luò)；
[0024]Zigbee無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)支持Zigbee協(xié)議的無(wú)線通信模塊，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序的便攜和移植，控制該模塊以Zigbee協(xié)調(diào)器的方式進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)接收Z(yǔ)igbee路由、Zigbee節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的。
[0025]通用功能模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，完成USB、串口、存儲(chǔ)和IXD模塊。
[0026]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多網(wǎng)絡(luò)融合的FPGA數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，其特征在于，主要包括核心控制模塊、WIFI無(wú)線通信模塊、3G無(wú)線通信模塊、Zigbee無(wú)線通信模塊和通用功能模塊: 所述核心控制模塊主要包括帶操作系統(tǒng)的SOPC、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和嵌入式WEB服務(wù)器；其中，帶操作系統(tǒng)的SOPC是指以帶MMU的Nios II為微處理器，并通過(guò)移植Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)與引導(dǎo)程序至Flash中，構(gòu)建一個(gè)以FPGA為硬件平臺(tái)的SOPC ； 所述嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)是在構(gòu)建的SOPC中，將嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)移植于Linux操作系統(tǒng)中，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操作； 所述嵌入式Web服務(wù)器是指將Boa服務(wù)器移植于Linux操作系統(tǒng)中，采用CGI數(shù)據(jù)交互技術(shù)編寫WEB程序，實(shí)現(xiàn)將Zigbee模塊的數(shù)據(jù)和WIFI或3G方式的數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、接受和發(fā)送等功能，并可以對(duì)通信方式進(jìn)行選擇、配置功能； WIFI無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，采用支持802.11/b協(xié)議的無(wú)線通信模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)可接入無(wú)線路由器的無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接; 3G無(wú)線通信模塊是指在Linux操作系統(tǒng)中移植USB接口的3G無(wú)線通信模塊的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)接入Internet網(wǎng)絡(luò)； Zigbee無(wú)線通信模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)支持Zigbee協(xié)議的無(wú)線通信模塊，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序的便攜和移植，控制該模塊以Zigbee協(xié)調(diào)器的方式進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)接收Z(yǔ)igbee路由、Zigbee節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的； 通用功能模塊是指在FPGA硬件接口的基礎(chǔ)上，完成USB、串口、存儲(chǔ)和IXD模塊。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK103531003SQ201310439437
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】楊林楠, 張麗蓮, 郜魯濤, 鄭強(qiáng), 彭琳 申請(qǐng)人:云南農(nóng)業(yè)大學(xué), 楊林楠