基于嵌入式系统的无线传感器网络网关设计与实现

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1、北京邮电大学硕士学位论文基于嵌入式系统的无线传感器网络网关设计与实现姓名：蔡皓申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：万江文20080328摘要基于嵌入式系统的无线传感器网络网关设计与实现根据目前无线传感器网络的发展趋势，结合有线和无线通信网络以及嵌入式系统技术，针对目前无线传感器网络网关数据传输方式的单一性，提出了一种基于嵌入式系统的无线传感器网络网关设计与实现方案，并实际应用于无线传感器网络的远程数据传输。新型网关在硬件设计上选用基于ARM7核的32位低功耗微控制器S3C4480X作为硬件平台的核心，外围电路

2、主要包括存储器系统、串行通信接口、以太网接口、时钟系统和其他电路系统，并设计了串口扩展单元以及标准接口单元，为其他数据传输方式的添加预留了接口。采用uClinux嵌入式操作系统管理各硬件资源并作为应用软件的运行平台。网关的应用软件使用C语言并基于“nux的多线程技术开发，功能包括：利用串口通信实现对无线传感器网络中汇聚节点数据的实时采集、处理、存储；利用以太网和无线通信网络作为数据信息的传输载体，向远程终端发送传感器网络的数据；同时将数据封装在短消息内，定时向移动终端发送。该网关的设计与实现，不仅具备良好的可扩展性，还弥补了现

3、有网关只具有单一数据传输方式的局限性，实现了有线和无线数据传输方式的结合，而且通过嵌入式操作系统的管理以及多线程编程的实现，提高了网关运行的效率。考虑到无线传感器网络的实际部署环境，设计了独立的数据传输模块，使网关可以灵活地选择经由以太网或者无线通信网络方式与远程终端或移动终端进行数据通信。不仅保证了数据和报警信息传输的灵活性、实时性、可靠性和适应性，还提高了网关的功能可扩展性、可移植性，为实现更多途径的网络接入方案提供了有价值的方法参考。关键词：无线传感器网络嵌入式系统网关多线程数据传输ABSTRACrDESIGNANDRE

4、AI。IZATIONOFAWIRELESSSENSoRNETWORKSGATEⅥ後YBASEDONEMBEDDEDSYSTEMABSTRACTAwirelesssensornetW’orksgatewaydesignandrealizatiOnschemebasedOnembeddedsystemisdemonstratedinthisdissertation．TIlisschemefocusesonthedevelOpmentOfwirelesssensOrnetwOfks，cOmbiningthefeatures0fwir

5、eandwirelesscommunjcatjonne“舳rk锄dembeddedsystemtechnology'aimingattheonenessofthewirelesssensornetworl(sgatewaydatatransmissionmethodpresentlyandhasbeenputintOpmcticeontheremotedatatransmissionOfwirelesssensornetworks．Thenewgatewayadopts32-bitlOwpowerARM7TDMI-basedm

6、icrocontrollerS3C4480Xasthekemelofhardwareplatfo瑚．ItsperjpheralcircuitsmainlyjncludethestOragesystem，serialcommunicationinterface，Ethemetinterface，clocksVstemandothercircuitsystems，andproVideserial-portextensionunjtandstandardjnterl’aceunitt0beusedforfunherlinkageof

7、otherdatatransmissionmethod．Illthisgateway，theuClinuxembeddedoperatingsystemisselectedtosuperviseeachhardwareandserveasthesoftwareplatfo肌．TheapplicatiOnsoftwareOfthegatewayiswritteninClanguageandisbasedonLinux’smulti—threadmechanism．Thefunctionsofthegatewayincludere

8、altimecoUecting，processingandstoringofaggregationnodedatainwirelesssensornetworksthrou曲serial—poncommunication，utilizingEthenetandwireless