无线传感嚣网络的嵌入式网关硬件设计
为了实现上述功能，采用Philips公司的LPC2000系列32位ARM处理器LPC2106。LPC2106支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI -SCPU，标准JTAG调试接口，并带有128 KB嵌入的高速Flash存储器；小型的LQFP封装(7 mm×7 mm)、2种低功耗模式(空闲模式和掉电模式)以及外设功能的单独使能和禁止，非常适合于小型化、低功耗作为主要要求的应用；双UART，其中一个具备完全的调制解调器接口，完全满足本设计要求；带有宽范围的串行通信接口(片内多达64 KB的SRAM)，由于具有大规模的缓冲区和强大的处理器能力，非常适合于通信网关和协议转换器、声音识别以及低端的图像处理。
3．2 GPRS无线通信模块
首先，WSN是一种以数据为中心的网络，网关节点的上行数据量大而下行数据量小，因而在考虑网关节点与外部网络的连接方式时，上行数据率是一个关键指标；其次，应用环境制约数据上行方式；另外，网关节点的成本及集成难度也是一个关键因素。综合以上三点，选用Simcom公司生产的CPRS无线通信模块SIM300C。该模块具有如下特点：
①支持两种操作模式(一种是电路交换数据模式CSD，支持语音、数据、SMS和FAX业务；另一种是分组交换模式GPRS，采用多时隙，支CSI-CS4编码)；
②标准的AT命令，为GSM语音、短消息以及GPRS数据业务提供无线接口；
③内置TCP／IP协议，用户不必自己编写或者利用操作系统加入协议，降低了系统开发难度，缩短了开发周期；
④数据下行、上行传输速率分别高达85．6 kbps和42．8 kbps，标准RS232串行口，通过串行口使用AI、命令完成对模块的操作；
⑤支持最少功能和休眠两种省电模式。
需要将数据传输到网关节点时，节点按照WSN的协议规范对数据进行打包，然后通过无线方式经过一跳或多跳将数据传送到网关节点。传感数据在通过无线传输进入网关节点后，微处理器利用WSN的协议栈拆包，得到原始数据之后，网关节点可应用其操作系统上的应用软件根据具体需求对原始数据进行处理(如进行数据的融合，去除冗余，减轻网关节点对外传送的负担)。处理后的数据经由TCP／IP模块打包后通过串口与SIM300C相连，如图3所示。最后，网关节点中的 GPRS模块将数据通过GSM网络或者SMS方式传送到上位机。当需要向传感器节点传达控制命令时，上位机以短信的方式经GSM传送到网关节点的GPRS 模块，完成相应任务。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/152346.htm
如图4所示，将手机卡插入SIM卡座，通过相应的AT指令便可以很方便地实现上位机和网关之间的自由通信，按流量计费，降低系统成本。
常用如下一些AT指令。
①连网指令：AT返回状态：OK(连网成功)
②全功能开启指令：AT+CFUN=1
③关闭模块指令：AT+CPOWD=1
④读取第n条短信：AT+CMGR=n
同时，DTR外接一个上拉电阻，配合“AT+CSCLK=1”指令，可以轻易地实现SIM300C的休眠，通过短信即可唤醒。休眠时GPRS电流消耗仅2．5 mA，满足整个系统低功耗要求。
3．3 射频收发模块
一个基于IEEE 802．15．4的CC2430无线收发模块，主要用来完成网络节点之间、节点与网关节点之间的无线通信。核心部分是一个CC2420射频收发器，它完全支持ZigBee组网协议，具备传输速率高、传输距离远和低功耗等优点。主要特征如下：
①工作频带范围是2．4～2．483 5 GHz；
②采用IEEE 802．15．4规范要求的DSSS(直接序列扩频方式)；
③数据速率达250 kbps，碎片速率达2 Mchip／s，接收灵敏度高(-94 dBm)，邻道抗干扰能力强(39 dB)，超低电流消耗(RX27 mA，TX25 mA)；
④低电压供电(2．1～3．6 V)，内部集成VCO、LNA、PA及电源稳压器。
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