基于嵌入式網絡的無線傳感器網絡平臺軟硬件設計
c. 可以被輔助用來進行無線信道的沖突檢測。
d. 可以用來確定一個節(jié)點在網絡中的相對位置。
每個傳感器節(jié)點采用AA電池供電。
2. 網關的硬件實現(xiàn)
網關的硬件部分主要由中央處理單元、存儲單元、射頻收發(fā)模塊和GPRS通信模塊組成,如圖3所示。
網關的中央處理單元主要用來處理從傳感器節(jié)點采集到的數據以及完成一些控制功能。中央處理單元的主要器件是Atmel 公司的AT91RM9200 微處理器,AT91RM9200是基于ARM920T 指令集的ARM處理器。該處理器具有豐富的外設以及接口,這使得它在低成本、低功耗的條件下能完成一些功能豐富的應用。AT91RM9200處理器集成了許多外設接口,包括USB2.0接口和以太網接口。此外,該處理器還提供了多個符合工業(yè)標準的通信接口,包括音頻、電信、閃存卡、紅外、智能卡接口等。
為了將采集到的數據傳輸到互聯(lián)網上,網關設備還配有GPRS通信單元,GPRS通信單元主要是由 索尼-愛立信公司的GM47模塊組成,該模塊通過中國移動現(xiàn)成的GPRS網絡將傳感器采集到的數據傳輸的互聯(lián)網上,用戶可以通過普通PC和GPRS手機終端來觀測傳感器采集到的數據。網關同時還配有與傳感器節(jié)點相同的RF收發(fā)模塊,用于接受傳感器節(jié)點發(fā)送的數據。
系統(tǒng)的軟件結構
在我們的無線傳感器網絡系統(tǒng)中,軟件部分主要是在網關和傳感器節(jié)點上。網關端的軟件主要完成的功能是處理和管理傳感器節(jié)點傳輸過來的數據,它主要由GPRS通信軟件、RF通信軟件、命令行軟件以及任務管理軟件組成,如圖4所示。
考慮到各種需求,我們采用開源的操作系統(tǒng)-Linux。Linux是一個網絡化的操作系統(tǒng)環(huán)境,特別適用于網絡應用。Linux具有完整的TCP/IP協(xié)議棧,同時???持其它多種網絡協(xié)議,如PPP協(xié)議棧,使其很容易實現(xiàn)GPRS撥號的功能。由于Linux的開源特性,用戶很容易在其基礎上開發(fā)自己的應用程序。
傳感器節(jié)點上的軟件主要利用匯編和C語言開發(fā),主要完成的功能是接受傳感單元的數據,并將數據發(fā)送到傳感器節(jié)點組的網關上。
本文小結
本文介紹了一個用于嵌入式系統(tǒng)的無線傳感器網絡演示系統(tǒng),整個系統(tǒng)建立在嵌入式Linux和ARM處理器的基礎上,具有低功耗,軟件易開發(fā)等優(yōu)點。
隨著社會和科學技術的日益發(fā)展,無線傳感器網絡將得到日益廣泛的應用。目前無線傳感器網絡在能源、節(jié)點規(guī)模方面還有不足,隨著這些問題的解決,無線傳感器網絡在環(huán)境監(jiān)測、智能建筑以及軍事等領域必然會得到越來與廣泛的應用。
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