基于Internet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

摘要: 由MD600G和無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成了基于Internet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程分布節(jié)點(diǎn)的過程行為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)跟蹤和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫生成。本系統(tǒng)不僅具有低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)，而且還實(shí)現(xiàn)了通信信息的無線透明傳輸和基于Internet可視化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示等功能。

　　引言

　　隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanism System, MEMS)、片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,無線傳感器網(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)帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可連接眾多類型的傳感器，可探測包括地震波、電磁場、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小和速度等。基于MEMS的微傳感技術(shù)和無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景，在航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。本文以無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)和無線數(shù)據(jù)終端MD600G為例，介紹了基于MD600G的Internet無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，并給出了對溫度數(shù)據(jù)的可視化處理等操作的實(shí)現(xiàn)。

　　1 基于Internet的無線傳感器網(wǎng)原理

　　1.1 MD600G簡介

　　智能無線數(shù)據(jù)終端MD600G可以用于數(shù)據(jù)中心和被監(jiān)控設(shè)備間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程透明傳輸。MD600G的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它有如下特點(diǎn)：

　　①基于ARM平臺、8 MB數(shù)據(jù)緩存，內(nèi)置Siemens MC35i GPRS無線模塊；

　?、谇度胧絃inux系統(tǒng)，包含TCP/IP協(xié)議棧以及ETCPTM協(xié)議，保證傳輸數(shù)據(jù)不丟失；

　　③提供獨(dú)立RS232配置串口及標(biāo)準(zhǔn)RS232/485數(shù)據(jù)接口；

　?、芊想姽る娮赢a(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(qū)及戶外使用；

　?、菘梢钥焖龠B接RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸，廣泛應(yīng)用于電力抄表、配電自動(dòng)化、路燈監(jiān)控、道路交通等行業(yè)。

圖1 MD600G硬件結(jié)構(gòu)圖

　　1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　由MD600G組成的基于Internet無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理圖如圖2所示。

圖2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理圖

　　圖2中的用戶設(shè)備是自行開發(fā)的溫度傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)采樣的數(shù)據(jù)通過RS232/485接口傳送到智能無線數(shù)據(jù)終端MD600G，MD600G對接收到的數(shù)據(jù)通過GPRS與Internet連接并進(jìn)行無線數(shù)據(jù)透明傳送，服務(wù)器mSever端通過Internet網(wǎng)將接收到的數(shù)據(jù)生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以WEB頁的形式動(dòng)態(tài)顯示和跟蹤。