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(jié)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(fā)送其采集到的數據。網關收到傳感器節(jié)點傳送過來的數據之后，進行IEEE 802．15．4協(xié)議與以太網協(xié)議的轉換，為了向網絡設備提供透明的接口和區(qū)分串口數據的來源，需要制定統(tǒng)一的數據幀格式，所以協(xié)議轉換后加上slip的幀頭，通過串口設備發(fā)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(fā)現(xiàn)，找到要發(fā)送的網絡，并且進行路由轉發(fā)，經過在MAC層加上相應的MAC頭后，經TD模塊發(fā)送到TD—SCDMA通信網。這樣，從子網到TD網絡的數據轉發(fā)結束。

　　3．3．1 PPP協(xié)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(xié)議。這種鏈路具有全雙工操作、實現(xiàn)流量和差錯控制等功能，并按照順序傳遞數據包?？梢酝ㄟ^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(tǒng)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(fā)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(jié)點的串口，因此網關的應用程序采集多頻段子網匯聚節(jié)點數據部分設計上采用Linux系統(tǒng)中的多設備讀取機制select（I／O多工機制）來實現(xiàn)對多個串口的監(jiān)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(tǒng)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(tǒng)信息截圖

　　結語

　　隨著物聯(lián)網時代，TD—SCDMA將促進物聯(lián)網有效發(fā)揮無縫通信的巨大威力，該方案充分利用了互聯(lián)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(xiàn)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。