WSN/TD-SCDMA接入网关及WSN终端节点的硬件设计与实现

摘要

无线传感器网络(WSN)被认为是21世纪将给人类的生活和生产领域带来重大变革的技术之一，随着该领域技术的不断进步，已有不少成功的应用案例，可以预见无线传感器网络的广泛应用是一种必然的趋势。针对无线传感器网络的发展以及TD-SCDMA在我国的良好前景，本文提出了WSN与TD-SCDMA网络融合的技术方案，完成了WSN/TD网关及WSN终端节点的设计与实现。
　　 本文的主要内容包括：
　　 1)提出了WSN/TD测控网络的系统方案，首先对无线传感器网关的发展现状及趋势进行了分析，建立了WSN/TD网关的功能模型，设计了网关的总体实现方案，包括对网关硬件各功能块的分析；最后分析了测控网络中WSN终端节点的设计思想和原则。
　　 2)设计开发了WSN/TD网关的硬件系统，介绍了基于ARM9内核S3C2440芯片的核心板，设计完成了基于IEEES02.15.4C标准的780M无线射频模块、电源管理模块、TD模块底板模块以及网关的通信调试接口模块。
　　 3)基于对WSN终端节点设计的分析，设计完成了基于IEEE802.15.4C标准的780M无线环境监测传感器节点(包括：无线烟雾、温湿度、二氧化硫、一氧化碳、瓦斯、粉尘等传感器节点)及780M无线智能仪器仪表节点(包括：无线阀门定位器、热量表、智能电表等节点)。
　　 4)针对设计的WSN/TD网关及WSN终端节点，搭建WSN/TD测控网络系统。首先测试了WSN无线模块的射频性能，测试结果表明无线模块达到了应用所需的性能指标，具有较好的通信效果和抗干扰能力；然后对WSN/TD网关的功能进行验证和测试，最后应用本实验室自主开发的6Lowpan协议栈进行组网测试，测试结果表明WSN/TD测控网络运行稳定，实现了WSN与TD-SCDMA网络的融合，达到了设计目标。