无线传感网的嵌入式Web服务器网关设计

摘要

随着无线通信技术的发展,无线传感网络已经成为现代监控系统的一大趋势,它的分布式、自组网、可扩展性与低成本等特点,正有着巨大的市场前景,尤其在一些工控监控系统中,逐渐取代传统的有线系统。正是在这一背景下,作者提出了基于无线传感器网络的智能楼宇的用水监控系统,自定义了低复杂度、低功耗的无线网络协议,并且与嵌入式WEB技术相结合,不仅解决了传统入户抄表的诸多弊端,而且系统具有数据实时监控、突发事件报警、后台数据管理、人机交互方便等优点。该设计的主要内容包括:
　　 (1)针对高层楼宇的无线抄表系统,提出了基于信号优先级的网络模型,并建立了数据存储与通信帧格式,通过实测具体分析了组网通信协议的可靠性与有效性;
　　 (2)根据无线通信标准和网络低功耗要求,来完成硬件平台设计,包括通信节点与网关节点设计。通信节点选择433Mhz的频段通信模块CC1100和MCU控制器MSP3400,并在硬件上实现协议的移植和网络的组建;网关节点包括搭建最小系统和外围扩展平台。
　　 (3)ARM9的嵌入式WEB服务器的最小系统软件平台搭建,软件环境的移植,包括Bootloader、内核、文件系统移植,BOA服务器搭建和数据库SQLITE3的移植;
　　 (4)微型网站服务器的搭建,实现管理员、用户、系统与数据库的交互,包括组网、更新、查询、删除、备份等命令控制界面的交互式访问,重点考虑了网关的多任务连接、ajax异步通信以及底层驱动操作。
　　 经现场调试表明,基于嵌入式Web服务器的智能楼宇抄表系统运行稳定,该系统能够实现对用户终端的水量、电量、信号质量等参数监控和数据库存储,动态网页方式在浏览器端实时参数显示,浏览器端通过Web页传递控制参数给服务器来控制网络系统的相关操作,达到了预期的要求。