[0001] 本实用新型涉及无线传感器网络通信技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置。

[0002] 现阶段无线传感器网络发展迅速，物联网产业、工业4.0、智慧城市、车联网、VR/AR虚拟现实、自动驾驶、5G万物互联等各种概念项目都需要传感器支撑。

[0003] 现有技术的无线传感器网络安全多跳传输路径是唯一确定的，导致传输的灵活性差，适用范围小，安全性差。实用新型内容

[0004] 本实用新型实施例提供了一种无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置，以解决现有技术的无线传感器网络安全多跳传输路径是唯一确定的，导致传输的灵活性差，适用范围小，安全性差的问题。

[0005] 本实用新型实施例公开了如下的技术方案：

[0006] 一种无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置，包括：中央处理器、射频模块、时钟模块和安全加密芯片；所述射频模块包括多个射频单元，所述中央处理器分别与所述时钟模块和所述安全加密芯片连接，所述中央处理器设置有多个I/O接口，每一所述I/O接口与每一所述射频单元的接地引脚连接。

[0007] 进一步，所述射频单元包括：Ble射频单元、ZigBee单元和2.4G或470M 频段的Lora射频单元中的至少一种。

[0008] 进一步，所述无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置还包括：电源模块，所述电源模块分别与所述中央处理器、所述射频模块、所述时钟模块和所述安全加密芯片连接。

[0009] 进一步：所述安全加密芯片为国密SM7芯片。

[0010] 本实用新型实施例的无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置具有多个射频单元，可以适应多种射频传输方式，提升无线抗干扰性，检测无线节点之间的射频种类、可用的带宽/频点，以确定可用的多个传输路径，在多跳传输路径上使用低功耗国密算法芯片认证节点身份以及确保安全通信传输。

[0013] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0014] 本实用新型公开了一种无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置。该装置用于无线传感器网络的无线节点处。多跳传输路径是从无线传感器网络的起始的无线节点经过中转的无线节点到达目标的无线节点的传输路径。其中，起始的无线节点为传感接点，中转的无线节点为汇聚节点，目标的无线节点为网关节点。具体的，传感节点为无线传感器设备。汇聚节点为具有数据汇集、分发、中继等至少一种功能的无线节点，可以有至少一层汇聚节点，每层中可以有至少一个汇聚节点。网关节点直接具备或者连接相关设备后具备网络方式转换的功能，如网关节点通过有线(RS485/以太网)或无线 (GPRS/WIFI/3G/4G/5G)方式将数据上传至汇聚服务器。

[0015] 如图1所示，该装置包括如下的模块：中央处理器101、射频模块102、时钟模块103和安全加密芯片104。中央处理器101分别与时钟模块103和安全加密芯片104连接。

[0016] 射频模块102用于与无线节点进行通信。无论是传输的业务数据还是用于安全认证的报文等等都通过射频模块102从无线节点接收或者下发到无线节点。射频模块102包括多个射频单元1021，从而可选择任一射频单元1021 实现与相应无线节点的通信。射频单元1021包括：Ble射频单元、ZigBee 单元和2.4G或470M频段的Lora射频单元中的至少一种。射频模块102在中央处理器101的控制下工作，即射频模块102接收到的信息均会发送到中央处理器101，中央处理器101将需要下发的信息发送到射频模块102以使射频模块102进行相应的下发。每一种射频单元1021均可用于检测无线传感器网络内的相邻层级的无线节点具备通信的射频种类以及可用的带宽、频点，并将相邻层级的无线节点之间具备通信的射频种类以及可用的带宽、频点的检测结果发送到中央处理器101。在一具体的实施例中，Ble射频单元可采用nrf52840芯片，ZigBee单元可以采用MC13224芯片，Lora射频单元可以采用DS_SX1280(2.4G)芯片、DS_SX1268(470M)芯片。中央处理器101可以采用STM32L451RET6芯片。

[0017] 中央处理器设置有多个I/O接口，每一I/O接口与每一射频单元1021的接地引脚连接。中央处理器101的I/O接口配置为输入状态上拉高电平，一般情况下，当未安装某个射频单元1021时，中央处理器101通过读取对应 I/O接口为高电平状态以确定该射频单元1021未安装；当安装了对应射频单元1021后，中央处理器101通过读取该I/O接口为低电平，表明本装置具备对应的射频单元1021，并获取对应射频单元1021的相关信息。

[0018] 时钟模块103采用RTC独立时钟方式，用于保证无线传感器网络内的各无线节点的时间基准源一致，以便配合TDMA通信技术降低多跳节点网络的功耗。时钟模块103在中央处理器101的控制下工作。

[0019] 安全加密芯片104用于对无线节点进行安全认证，以及对无线节点之间传输的数据进行加密处理。安全加密芯片104在中央处理器101的控制下进行工作。其中，安全加密芯片104为国密SM7芯片，采用国密SM7算法进行安全认证和加密。

[0020] 中央处理器101用于根据无线节点的射频的种类选择相应的射频单元 1021与该无线节点进行通信。

[0021] 中央处理器101将接收的无线节点的安全认证的报文发送到安全加密芯片104进行安全认证，接收安全加密芯片104返回的安全认证的结果，根据安全认证结果确认该无线节点是否可用于建立传输路径。

[0022] 中央处理器101还用于根据本装置具备通信的射频单元1021的种类以及射频模块102检测的相邻层级的无线节点之间可用通信的射频种类、可用带宽、可用频点确定是否可建立传输路径，并建立本装置所在的当前无线节点和相邻层级的可选无线节点之间的传输路径，从而最终可得到从起始的无线节点经过中转的无线节点到达目标的无线节点的可选传输路径。在这些可选的无线节点中，中央处理器101可以选择任意的可选节点建立传输路径，从而最终可得到多条传输路径，提高了传输的灵活性，无需局限在一条路径中进行传输。具体的，本装置的射频种类和相邻层级的无线节点的射频种类相同，并且相邻层级的无线节点具备可用带宽和可用频点，两个无线节点之间才能建立传输路径，从而中央处理器
101可选择相应的射频单元1021进行通信。

[0023] 此外，中央处理器101控制安全加密芯片104对传输的数据进行加密处理后，接收安全加密芯片104发送到的加密数据，并转发到射频模块102以便将信息下发到无线节点以进行传输。

[0024] 此外，该装置还包括：电源模块105。电源模块105分别与中央处理器 101、射频模块102、时钟模块103和安全加密芯片104连接，用于向各元件提供所需的电量。

[0025] 综上，本实用新型实施例的无线传感器网络安全多跳传输路径获取装置具有多个射频单元，可以适应多种射频传输方式，提升无线抗干扰性，检测无线节点之间的射频种类、可用的带宽/频点，以确定传输路径，在多跳传输路径上使用低功耗国密算法芯片认证节点身份以及确保安全通信传输。

[0026] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。