基于嵌入式linux的Web傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2012-05-07
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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傳感器網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，集成了傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)二大技術(shù)形成的傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。近幾年，在傳感器網(wǎng)絡(luò)管理、查詢(xún)和數(shù)據(jù)分發(fā)等方面的研究都得到了相當(dāng)大的發(fā)展。而傳感器網(wǎng)絡(luò)要真正投入使用，則不能完全孤立存在，需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入外部網(wǎng)絡(luò)，如Internet、局域網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)，提供用戶(hù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和監(jiān)測(cè)。
1．系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
隨著通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，具有感知、計(jì)算和通信能力的微型傳感器開(kāi)始出現(xiàn)。由大量成本低廉的這類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線方式組成了傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)等，是多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，它具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、能在惡劣或特殊環(huán)境工作。
1。1系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要包括微處理器的選擇和外圍設(shè)各的選擇，本文選擇ARM處理器作為核心器件，外圍設(shè)各包括SDRAM，F(xiàn)LASH，串口、以太網(wǎng)接口等。嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備由核心板和底板組成，核心板上集成AtmelAT91RM9200處理器，64MSDRAM以及16M的FLASHoAT91ARM9200微處理器芯片是工業(yè)級(jí)200MIPSARM920T內(nèi)核，具有16K字節(jié)的指令和16K字節(jié)的數(shù)據(jù)高速緩存的處理器。
網(wǎng)關(guān)設(shè)備底板上提供以下外設(shè)接口：兩個(gè)RS-232串口和一個(gè)lOM/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。外圍硬件接口的選擇將決定整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)何種方式接入網(wǎng)絡(luò)。目前最常見(jiàn)的既廉價(jià)性能又高的接入方法是采用最成熟的以太網(wǎng)絡(luò)接口，能夠滿足局域網(wǎng)接入和絕大多數(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的要求。因此木文設(shè)計(jì)的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)接口接入Internet，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶(hù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的管理。
1。2軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要涉及到兩大方而：一是與硬件相關(guān)的軟件部分：二是應(yīng)用軟件部分。與硬件相關(guān)的軟件包括基于ARM的Linux內(nèi)核移植、引導(dǎo)程序移植等。應(yīng)用軟件主要包括兩大部分：一為WebServe：和TCP/IP協(xié)議棧；二為傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、融合及存儲(chǔ)等部分，該部分包括遠(yuǎn)程管理模塊、查詢(xún)指令分析處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析與融合模塊及數(shù)據(jù)采集模塊。
2。硬件電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)成兩大部分，一是核心板部分，集成了AtmelAT91RM9200處理器，64MSDRAM以及16M的FLASH存儲(chǔ)器：二是底板部分，由兩個(gè)四線RS-232串口和一個(gè)10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口等組成。
2。1 SDRAM存儲(chǔ)器
SDRAM(SynchronousDynamicRAM)同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，使用SDRAM小但能提高系統(tǒng)表現(xiàn)，還能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、提供高速的數(shù)據(jù)傳輸。在功能上，已類(lèi)似常規(guī)的DRAM，但是也需要時(shí)鐘進(jìn)行刷新。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，所有的程序和數(shù)據(jù)都是在RAM(主要是在SDRAM)中與CPU和外圍設(shè)各交互，所以SDRAM的速度對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度有著至關(guān)重要的影響。
本文采用了兩片Hynix公司的HY57V281620BTSDRAM芯片，16MX16位數(shù)據(jù)寬度，共64MSDRAM。AT91RM9200內(nèi)置有SDRAM控制器(SDRAMC)，具有SDRAM控制接口，為簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)提供了很大的方便，電路如圖1所示。
圖1SDRAM存儲(chǔ)器電路2。2RS232串行通信口目前RS-232是PC機(jī)與通信土業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取小平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。AT91RM9200輸出的串行信號(hào)是TTL電平，必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換輸出符合EIA/TIA-232電平，電路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。 linux操作系統(tǒng)文章專(zhuān)題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
評(píng)論