3 系統軟件設計

　　3.1 系統軟件架構

　　無線網關軟件采用模塊化設計，如圖3所示，由硬件驅動層、操作系統、網絡協議層和應用程序組成。硬件驅動層主要描述網關節點中ZigBee模塊、 WiFi模塊以及其他外設的一些驅動；操作系統層移植ARM Linux，添加無線網卡驅動模塊；網絡協議層主要包括ZigBee協議棧和WiFi協議棧；應用程序層主要移植了嵌入式Web服務器（BOA）、嵌入式數據庫（Sqlite）、CGIC庫和圖形化用戶界面（Qt）［5］。

　　圖3 系統軟件架構圖

　　3.2 系統軟件流程

　　根據系統軟件架構圖，系統軟件數據流詳細設計如圖4所示。

　　圖4 系統數據流圖

　　以ZigBee終端節點發送至異地終端瀏覽器的數據為例，介紹數據傳送的整個過程。當ZigBee協調器接收到來自ZigBee終端節點的數據后，封裝成自定義幀的格式經由串口傳送給Linux傳輸協議，經協議解析，將有效數據寫入共享內存。當收到外部Web請求時，Web服務器通過CGI實時獲取共享內存中的數據，并動態更新網頁，經由WiFi無線網卡以無線的形式傳送至終端瀏覽器。

　　3.3 測試與驗證

　　利用嵌入式技術對兩種協議進行解析，完成協議轉換，最終利用手機通過WiFi遠程訪問Web頁面，讀取ZigBee終端傳感器數據，并對ZigBee終端的小燈開關進行遠程控制，實現雙模網關的基本功能。實驗結果如圖5所示。

　　圖5 實驗結果圖

　　結語

　　本文通過分析ZigBee與WiFi協議棧的特點，提出了一種雙模無線網關轉換的方案，該方案可以很好地完成ZigBee組網、遠程數據采集和遠程控制等任務。實驗結果表明，基于ZigBee和WiFi的雙模網關切實可行，可以實現全無線網絡的組建，為網絡通信從有線向無線過渡提供了一種解決方案。