集成WSN、載波通信和多種現場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)設計

摘要：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和低壓電力線(xiàn)載波通信在樓宇控制系統中正在逐步得到應用。為了實(shí)現這兩種通信網(wǎng)與現有的多種現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間的互聯(lián)和集成，提出了一種基于A(yíng)RM微處理器SEP4020的多功能網(wǎng)關(guān)設計思想。探討了以太網(wǎng)、RS 232、RS 485、WSN、低壓電力載波通信等多種通信接口的軟硬件設計方法，實(shí)現了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、現場(chǎng)總線(xiàn)、以太網(wǎng)和低壓電力載波通信等多種通信協(xié)議，成功地解決了現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和電力載波通信與無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )；低壓電力栽波通信；網(wǎng)關(guān)；嵌入式Linux

0 引言
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )作為一項新興的技術(shù)，多用在用于軍事、環(huán)境監測和預報、健康護理、智能家居、智能樓宇、城市交通、倉庫管理，農林業(yè)監控等領(lǐng)域，傳感器節點(diǎn)部署于監測區域中，負責監測區域內的信息采集，其中部分傳感器節點(diǎn)具有路由功能，通過(guò)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方式構成網(wǎng)絡(luò )，將采集到的數據以自組多跳的網(wǎng)絡(luò )方式傳送到用戶(hù)終端；電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)絡(luò )方興未艾，電力線(xiàn)載波多用在如遠程抄表等直接與電力線(xiàn)有接觸的設備中，與采用現場(chǎng)總線(xiàn)的傳統傳感器網(wǎng)絡(luò )相比，電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)絡(luò )直接通過(guò)電力線(xiàn)進(jìn)行數據傳輸，設備部署方便，因為采用有線(xiàn)通信，通信可靠性較高。
目前這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的大部分研究還集中在自身網(wǎng)絡(luò )上，較少研究它與其他網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)和集成問(wèn)題。已有的控制網(wǎng)絡(luò )(如現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等)也很少考慮到它們與無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)絡(luò )的集成問(wèn)題，相關(guān)的集成技術(shù)研究和設備開(kāi)發(fā)還處于起步階段。據此，本文設計了一種支持多接口多協(xié)議的多功能網(wǎng)關(guān)，可解決WSN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)絡(luò )與其他網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)集成問(wèn)題。

1 總體設計
多功能網(wǎng)關(guān)在異構網(wǎng)絡(luò )中負責建立異構網(wǎng)絡(luò )之間的連接，無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)測量的信息在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中通過(guò)多跳接力的方式傳輸，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)轉換成其他介質(zhì)和協(xié)議，從而傳送給外部網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù)。如圖1所示。