集成WSN、載波通信和多種現場總線的網關設計
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現有的WSN產品中，大多只提供RS 232串行接口，用以連接上位機，實現監控。但是在現實的工控項目中存在各種各樣的接口和總線，需要無線傳感器網絡與其他總線網絡互相傳輸信息。因此，需要一種能夠支持多種接口的網關。當連接某種接口或通信協議時，稍加修改該網關的軟件和配置硬件模塊就可以快速投入使用。
本文設計的多功能網關可支持多種接口和多種應用模式。其主要支持以太網，RS 232，RS 485，GPRS和電力載波通信等接口。支持的應用模式包括：通過GPRS接口連接上位機，實現監控、程序下載等功能；通過RS 485接口實現Modbus協議接入現場總線或其他控制總線中；通過以太網接口接入工業以太網，將無線傳感器網絡作為子網接入控制網絡；通過以太網接口，構建嵌入式Web服務器。客戶機可以以網頁瀏覽的方式查看WSN中所有傳感器節點的狀態和數據，并進行遠動控制。
2 硬件設計
多功能網關主要包括主系統部分(控制器、存儲器)、電源模塊、ZigBee無線通信模塊、以太網通信模塊、GPRS通信模塊、電力載波通信模塊(PLC)和人機接口模塊等。硬件總體框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/155140.htm
系統硬件分為核心板、擴展底板和外接通信模塊3部分。核心板包括主控制器和存儲器；外接通信模塊包括ZigBee無線模塊、GPRS模塊和電力載波通信模塊；核心板和外接通信模塊插接在擴展底板上，并在擴展底板上擴展電源電路、調試接口、RS 485通信模塊、人機接口等電路。
2．1 微控制器選型
多功能網關的功能比較復雜，需要實現多種接口和協議的轉換，由于外接通信模塊較多，應盡量選擇性能強大、通信接口豐富，內置所需各種接口的控制器，以降低成本。
本文選擇基于ARM體系結構的微控制器搭建整個系統。該結構的微控制器具有強大的功能和豐富的接口擴展，在嵌入式智能網絡設備的設計中得到了大量應用。通過分析對比常用的多種ARM7微處理器，最終選擇了基于ARM720T核心的工業級微控制器SEP4020。該款微控制器由東南大學國家專用集成電路系統工程技術研究中心設計，集成MMU單元，內置以太網MAC，LCD接口，可通過外部總線接口(EBI)進行擴展，功能豐富、性能強大，接口豐富，功耗較低，完全適合于工業控制的需要。
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