MD-600G的Internet無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )設計

引言
隨著(zhù)微機電系統(Micro-Electro-Mechanism System，MEMS)、片上系統(System on Chip，SoC)、無(wú)線(xiàn)通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sensor Networks，WSN)也以其低功耗、低成本、分布式和自組織等特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )由部署在監測區域內大量的廉價(jià)微型傳感器節點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )可連接眾多類(lèi)型的傳感器，可探測包括地震波、電磁場(chǎng)、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小和速度等?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )賦予了廣闊的應用前景，在航空、反恐、防爆、救災、環(huán)境、醫療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應用。本文以無(wú)線(xiàn)溫度傳感器節點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)數據終端MD-600G為例，介紹了基于MD-600G的Internet無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的設計，并給出了對溫度數據的可視化處理等操作的實(shí)現。

1 基于Internet的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)原理
1．1 MD-600G簡(jiǎn)介
智能無(wú)線(xiàn)數據終端MD-600G可以用于數據中心和被監控設備間，實(shí)現數據的遠程透明傳輸。MD-600G的內部結構如圖1所示，它有如下特點(diǎn)：
①基于A(yíng)RM平臺、8 MB數據緩存，內置Siemens MC35i GPRS無(wú)線(xiàn)模塊；
②嵌入式Linux系統，包含TCP／IP協(xié)議棧以及ETCPTM協(xié)議，保證傳輸數據不丟失；
③提供獨立RS232配置串口及標準RS232／485數據接口；
④符合電工電子產(chǎn)品低溫GB／T2423．1、高溫GB／T2423．2的要求，適于在氣候條件惡劣的地區及戶(hù)外使用；
⑤可以快速連接RTU、PLC、工控機等設備，實(shí)現數據透明傳輸，廣泛應用于電力抄表、配電自動(dòng)化、路燈監控、道路交通等行業(yè)。

1．2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )
由MD-600G組成的基于Internet無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )原理圖如圖2所示。

圖2中的用戶(hù)設備是自行開(kāi)發(fā)的溫度傳感器節點(diǎn)。傳感器節點(diǎn)采樣的數據通過(guò)RS232／485接口傳送到智能無(wú)線(xiàn)數據終端MD-600G，MD-600G對接收到的數據通過(guò)GPRS與Internet連接并進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據透明傳送，服務(wù)器mSever端通過(guò)Internet網(wǎng)將接收到的數據生成實(shí)時(shí)數據庫，同時(shí)將這些實(shí)時(shí)數據以WEB頁(yè)的形式動(dòng)態(tài)顯示和跟蹤。
1．3 溫度傳感器節點(diǎn)
溫度傳感器節點(diǎn)模塊主要由溫度傳感器DSl8B20組成，并將其輸出的溫度數據送往單片機，然后單片機將這些數據進(jìn)行相關(guān)處理，最后再送往后續的通信設備，并將溫度數據進(jìn)行數碼管或液晶屏顯示。這里采用了實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DSl302來(lái)實(shí)現該系統的實(shí)時(shí)性。

2 軟件設計
基于MD-600G和Internet的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)的軟件包括溫度傳感器節點(diǎn)的軟件設計、MD-600G與溫度傳感器節點(diǎn)的串口軟件設計、服務(wù)器mSever端與Internet網(wǎng)的數據通信軟件及mSever端溫度數據可視化程序的設計等。
2．1 mSever端溫度數據可視化程序設計
利用Visual C++強大的編譯器以及網(wǎng)絡(luò )與數據庫的處理能力，開(kāi)發(fā)出基于Windows平臺的32位數據可視化應用程序。圖3是mSever端溫度數據可視化程序設計的原理圖。