嵌入式WSN数据采集融合网关的设计与实现

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嵌入式无线传感器网络网关是一个集成网络通信、无线传感技术、嵌入式技术和分布式信息技术的网络设备,连接着无线传感器网络和外部互联网,在无线传感器网络中发挥着重要的枢纽作用。设计和实现一种功能强大、易于部署及具有可重构性的无线传感器网络网关具有重要的应用价值和发展前景。ZigBee技术作为短距离无线通信技术的代表之一,具有低功耗、短时延、自愈力强等诸多优点,可以广泛应用于低速无线传感器网络中。根据目前无线传感器网络的发展趋势,传统的有线传感器网络数据采集监控系统具有高成本、难维护及不易升级等缺点。结合无线通信网络和嵌入式系统技术,本文设计了一种基于FPGA的嵌入式无线传感器网络网关平台,实现了ZigBee无线传感网络和以太网的互连。论文首先对课题的背景做了简要的介绍,包括嵌入式无线传感器网络网关的简单介绍以及SOPC技术所涉及到的概念。然后对网关的软硬件进行了分析,提出了一个基于SOPC技术的系统方案。其次介绍了网关的软硬件系统设计,主要包括SOPC硬件系统的构建、μC/OS-II操作系统的应用程序开发和ZigBee节点的软硬件设计。最后对网关的功能进行了测试。测试结果实现了ZigBee网络与以太网之间的数据转发和融合。与传统网关相比,本文设计的网关具有低成本、易移植、兼容性等优势,在无线传感器网络中具有一定的应用价值。
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