基于蓝牙和ZigBee 技术的可穿戴网络设计

3 基于蓝牙和ZigBee 技术的可穿戴网络软件结构
所设计的可穿戴网络中, 软件部分主要集中在网关和ZigBee 节点上。网关的主要功能是管理和处理ZigBee节点传输过来的数据。主要处理两个问题: 分组处理和地址处理。
(1)分组处理是将来自一个网络设备的应用程序的报文发送到另一个网络设备, 网关中的协议转换功能单元(即管理层)要将报文进行拆装和封装。网关把从发送设备接收到的分组数据进行拆装, 去掉数据首部和尾部,从分组中提取有用数据信息, 再把该有用信息封装成接收设备协议所要求的分组格式, 根据目的地址和接口把数据发送到接收设备。蓝牙与ZigBee 分组格式的转换过程是: 网关通过射频单元从ZigBee/ 蓝牙设备收到ZigBee/蓝牙分组对其进行拆装, 去掉分组头和分组尾, 提取出数据净载荷, 再按照蓝牙/ZigBee 分组格式进行封装, 添加分组头和分组尾, 通过射频发送到蓝牙/ZigBee 设备。
(2)地址处理。每个与网关建立连接的蓝牙设备或ZigBee 设备都将与网关中的一个端口绑定( 通过动态或静态的分配) 。这样, 就可以通过网关的地址和端口号来惟一地标识该蓝牙设备或ZigBee 设备。当蓝牙设备与ZigBee 设备交换信息时, 网关就负责蓝牙通信协议与ZigBee 协议之间的转换工作, 从而使蓝牙设备与ZigBee设备透明地进行数据交换。地址映射可使用静态或动态映射两种方法。静态映射是创建一个表, 将一个逻辑地址与物理地址关联起来, 该表存储在每个设备上。每当物理地址发生变化时, 该表就必须更新, 较繁琐。动态映射是当设备知道逻辑地址或物理地址中的一个时, 就可使用协议将另一个地址找出来。通常使用动态映射的两个协议来解析地址。
考虑到可穿戴网络的特点, 采用嵌入式Linux 操作系统, 用户能很容易地在其基础上开发自己的应用程序。ZigBee 节点上的软件主要利用C 语言开发, 完成的功能是接收传感单元的数据, 并将数据发送到蓝牙/Zig-Bee 网关上。
目前已经完成了可穿戴网络的结构设计、无线传输技术的选择, 正在进行蓝牙/ZigBee 网关的设计及编程,接下来将要实现可穿戴网络中的无线终端的集成以及在各种运动条件下可穿戴网络的性能分析和改进。