無線傳感器網絡3G網關的設計與研制
WSN網關的核心模塊采用了ARM7的LPC2148芯片,CPU時鐘頻率為12 MHz。由于LPC2148芯片具有32 KB的SRAM與512 KB的SROM,滿足軟件系統的存儲與運行要求,不需要外擴存儲模塊,使硬件設計簡單化。同時為了提高WSN網關在無線方面的接收能力,選取nRF905工作在433 MHz頻段。根據WCDMA網絡的特點,采用了華為公司的EM770W作為3G通信模塊。EM770W支持標準AT指令集和華為擴展AT指令集,內置TCP/IP協議棧,傳輸速率最大可達7.2 Mb/s。數據備份模塊選擇用SD卡,使各種特殊數據(報警數據或臨界值數據)可以更方便地通過PC機讀取。采用無線通信模塊、3G通信模塊和核心模塊分開設計的方式,更有利于提高網關使用的靈活性。網關實物圖如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/161649.htm
2 軟件系統
在上述硬件結構的基礎上,結合與3G網絡傳輸的WSN網關傳輸數據的實時性,穩定性,周期性強,時間間隔長,瞬間傳輸量大的特點,選擇了μC/OS-Ⅱ作為其操作系統和自主編寫通信協議。
2.1 軟件系統組成
網關的軟件系統由操作系統和應用系統兩部分組成。本設計根據μC/OS-Ⅱ具有實時性高,對ROM、RAM需求小、移植簡單等特點,同時,結合網關需求,采用了μC/OS-Ⅱ作為操作系統。μC/Os-Ⅱ是基于任務優先級調度,根據這個原理,創建4個應用任務。當某事件發生時,系統必須在非常短的時間內快速作出響應,網關可以盡快的轉發相關的環境監控信息。圖3為軟件系統框架圖。
由于3G網絡信號的強弱可能導致網關與WCD-MA網絡連接的失敗,采用基于結果處理的狀態機結構的設計方法,對各個階段處理后的結果進行判斷,處理其產生的錯誤,從而保障網關與WCDMA網絡的連通。
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