1. 研究目的与意义
本文目的是应用嵌入式服务器技术将无线传感网、互联网、移动网(如3G/GPRS)互通,以及在ARM上构建的boa服务器,通过手机、电脑等监测应用场景内(如大棚内)的植物生长因子,并通过网页或者短信控制水阀、排风机、加温器等器件,实现对远程终端的双向有效控制。
由多个具有计算处理、无线通信、传感或控制能力的单节点构成的无线传感器网络具有信号采集、实时监测、信息传输、协同处理、信息服务等功能,使网络技术得到了极大的拓展,并使通过网络实时监控各种环境和设施成为可能。传感网是物联网的核心,主要应用于物联网中的信息感知层,用于跟踪、监测和决策支持,实现智能感知和管理。
2. 国内外研究现状分析
我国现代意义的无线传感网及其应用研究几乎与发达国家同步启动,1999年首次正式出现于中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究》的信息与自动化领域研究报告中,作为该领域提出的五大重大项目之一。随着知识创新工程试点工作的深入,2001年中科院依托上海微系统所成立微系统研究与发展中心,引领院内的相关工作,并通过该中心在无线传感网的方向上陆续部署了若干重大研究项目和方向性项目,初步建立传感网络系统研究平台,在无线智能传感网络通信技术、微型传感器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大的发展,国内许多高校掀起了无线传感网的研究热潮,一些企业如中兴通讯公司等单位也加入无线传感网研究的行列。
随着物联网概念的兴起,一些国际著名公司和组织对此投入了极大的热情。标准化上,著名的标准化组织发布的IEEE802.15.4标准,是面向低成本、低功耗、低速率传输网络应用开发的专用无线通信协议,它详细定义了PHY和MAC层通信接口,从趋势上看,很可能成为未来无线传感网络领域的PHY/MAC标准;ZigBee联盟制定和设计的实现传感器节点组网的ZigBee协议规范。节点芯片上,有国际著名的芯片大厂如TI、Atmel公司的处理器芯片、Chipcon公司的无线传输芯片等。软件上,有著名的公司为节点的组网开发了软件协议栈,加州伯克利大学研发的结电阻网专用操作系统TinyOS,为无线传感网的组建和其他方面的测试研究提供了基础。
3. 研究的基本内容与计划
本课题拟设计一基于移动互联的无线传感网的双向测控系统。硬件平台拟采用集ZigBee模块、ARM和GSM模块于一体的终端设备,ARM处理器将从ZigBee模块收到的数据传输给GSM模块,GSM通过网络将数据发送至服务器,完成从传感层到应用层的连接。由于8位和16位单片机的处理能力有限,要在上面实TCP/IP协议还需要进一步的精简,比较麻烦。另一方面,考虑到需要大一点的存储空间用来存储网页数据,因此决定采用32位的ARM9作为主控芯片。通过em310接收并且解析短信的内容,将内容传输给基站,由基站来控制周围的节点。本课题设计将应用于野外大区域、多节点的自动控制。
4. 研究创新点
移动终端与网关节点的互连及信息的双向传送。
