基于ZigBee的大壩監測系統接收終端研究

由于接收終端要完成信息接收、信息顯示、信息存儲、信息查詢，需要支持無線網絡，對數據處理能力的要求較高，本設計選擇Samsung公司的S3C2410嵌入式處理器作為核心處理器。
ZigBee模塊選用CC2430模塊。CC2430是TI公司生產的符合ZigBee標準的射頻收發器，工作在2．4 GHz，采用直接序列擴頻方式，數據傳輸率最高250 Kb／s，供電電壓為3．6 V，可方便移植Z-Stack協議棧。
存儲單元包括兩片16位數據寬度的SDRAM存儲器和FLASH存儲器。FLASH存儲包括32 MB的NOR FLASH存儲器和8 MB的NAND FLASH存儲器，NOR FLASH支持程序芯片內執行，大大提高了程序執行速度，用于存放啟動代碼Bootloader，Linux內核映象等。
NAND FLASH能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，價格低廉，寫入和擦除的速度也很快。用來存放Linux文件系統和用戶程序。
LCD顯示器負責對采集到的數據進行顯示，USB存儲單元用來存儲接收到的大壩工作狀況參數數據，監測人員可以通過對接收到的大量歷史數據查詢和分析，為后期的工作決策提供參考。

4 系統軟件設計
本系統的軟件框架主要基于嵌入式Linux操作系統實現系統功能，包括嵌入式系統引導程序Bootloader，Linux系統內核，文件系統，應用程序。Bootloader主要完成初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖的任務，以便為最終調用操作系統內核準備好正確的環境。本方案選用較為成熟的U-boot作為Bootloader。它操作簡便，同時提供了完備的命令體系，支持S3C2410處理器。Linux系統內核分為設備驅動程序，網絡堆棧，內存管理，進程管理，虛擬文件系統，系統調用接口。文件系統分為系統文件系統，用戶文件系統。接收終端的應用程序根據需求分為數據顯示，歷史數據查詢，數據存儲三個模塊。整個軟件結構如圖3所示。

4．1 嵌入式Linux操作系統
嵌入式Linux(Embedded Linux)是指對Linux經過裁剪小型化后，可固化在存儲器或單片機中，應用于特定嵌入式場合的專用Linux操作系統。嵌入式Linux的開發和研究已經成為目前操作系統領域的一個熱點。與其他嵌入式操作系統相比，Linux的特點如表1所示。