物联网嵌入式网关的研究及组网实现

1、物联网嵌入式网关的研究及组网实现专业班级： 电子信息科学与技术07-1班答 辩 人 ： 陈英南 指导老师： 崔建明 2011届本科毕业答辩主要内容1.ZigBee无线传感网组网技术2.基于ARM微处理器的嵌入式网关总体设计 3.嵌入式网关Cortex A8DB开发板 4.软硬件平台搭建5.嵌入式网关多点数据采集（实现ZigBee网络与互联网的通信互联及WSN远程控制）基于ZigBee的无线组网技术 两种设备，三种节点类型，三种拓扑结构及两种工作模式。1.全功能设备FFD ，精简功能设备RFD 2.协调器 ，路由器 ，终端设备 3.星状网 ，树状网，网状网4.信标模式 ,非信标模式 (信标模式可

2、以实现网络中所有设备的同步工作和同步休眠，以达到最大限度地节省功耗;而非信标模式只允许ZE进行周期性休眠，ZC和所有ZR设备长期处于工作状态。 )三种拓扑结构 TI Z-Stack协议栈 对于不同的项目来说，大部分的代码都是相同的，只是在用户应用层，添加了不同的任务及事件处理函数。无需改动Z-Stack核心代码，大大增加了项目的通用性和易移植性。 用户只需外加三个文件就可以完成一个项目。一个是主文件，存放具体的任务事件处理函数，一个是这个主文件的头文件，另外一个是操作系统接口文件（以Osal开头） ，是专门存放任务处理函数数组tasksArr的文件。ampleApp.c ；SampleApp.

3、h ；Osal_SampleApp.c。 网关在物联网网络中所处位置嵌入式网关硬件结构及组网 嵌入式网关组网的软件设计嵌入式网关组网的软件设计物联网创新实验系统IOV-T-2530 毕业设计期间完成的任务无线节点模块GPIO控制实验LCD控制实验CC2530外部中断实验CC2530时钟源选择实验CC2530功耗模式选择实验CC2530睡眠定时器使用实验CC2530串口通信实验CC2530 ADC实验温湿度及光照采集实验简单无线通信实验CC2530无线通信丢包率测试实验Z-Stack点到点通信实验（无线串口）Z-Stack点到点通信实验（最大吞吐量测试）Z-Stack点到点通信实验（两终端数据包

4、间隔互发）Z-Stack星状网实验Z-Stack MESH网实验ZigBee PRO通信实验C/S架构下桌面应用程序实验 B/S架构下Web服务实验嵌入式网关建立WinCE 6.0平台并导出SDK HelloWorld实验SD卡实验液晶屏坏点测试实验简单聊天室实验（CE版）串口实验WEB Server实验 宿主机与目标板的连接固件下载数据采集实验嵌入式网关Cortex A8DB开发板 网关核心板低压差线性稳压器 网关开发板操作系统方案选择 Embedded Linux 与Wince比较第一，是开发难度较高，需要很高的技术实力。WINCE开发相对较容易，开发周期短，内核完善，主要是应用层开发；第

5、二，是核心调试工具不全，调试不太方便，尚没有很好的用户图形界面，WINCE的GUI丰富多媒体方面优势明显，开发工具强大；第三，与某些商业OS 一样，嵌入式Linux占用较大的内存，当然，人们可以去掉部分无用的功能来减小使用的内存，但是如果不仔细，将引起新的问题；第四，有些Linux的应用程序需要虚拟内存，而嵌入式系统中并没有或不需要虚拟内存，所以并非所有的Linux应用程序都可以在嵌入式系统中运行；第五，作为桌面操作系统 Windows 的继承者，WindowsCE 继承了它的操作简易性，其友好的界面使用惯了 Windows 的用户可以很快的上手 。WindowsCE开发简单、操作简易、GUI

6、和多媒体方面的明显优势、强大通信能力和支持ARM Cortex-A8平台，选择WindowsCE 6.0作为嵌入式网关Cortex A8DB开发板操作系统。系统软件开发环境的搭建系统软件开发环境的搭建宿主 PC 机上搭建Windows Embedded CE 6.0开发环境：1) 安装 Visual Studio 2005(含有Platform Builder for CE 6.0插件) 2) 安装 Visual Studio 2005 Team Suite Service Pack 1 3) 安装 Visual Studio 2005 SP1 Update for Vista（如果需要的话）

7、 4) 安装 Windows Embedded CE 6.0 5) 安装 Windows Embedded CE 6.0 Service Pack 1 6) 安装 Windows Embedded CE 6.0 R2 7) 安装 Windows Embedded CE 6.0 R3 8) 安装 Update 升级包宿主 PC 机上搭建Zigbee通信节点模块下载环境： 安装 IAR EW8051集成开发环境（C/C+交叉编译器和调试器） 安装 SmartRF Flash Programmer软件（闪存编程器） 网关多点数据采集系统网关多点数据采集系统 ZigBee模块组网采用星状网拓扑结构设备

8、类型为协调器和终端设备，且所有的终端设备都直接与协调器通信。 将TI Z-Stack(ZigBee 2007)协议栈设置为星状网时,需要改变协议栈中的NWK文件夹下的nwk_globals.h文件中一下代码： #elif ( STACK_PROFILE_ID = HOME_CONTROLS ) #define NWK_MODE NWK_MODE_STAR /设置为 星状网 网关多点数据采集系统硬件连接 温湿度、光电数据采样 WSN远程控制端界面 实现了无线传感网和互联网的信息交互，PC端用IE浏览器访问 。网关与PC机在同一局域网内。实现网页控制之前需要在网关先注册一下 NewDevice.dll。温湿度及光照信息节点远程控制总 结 本文针对远程监控无线网络的需求，介绍了ZigBee无线传感网组网技术。综合考虑实际应用中的成本和要求，研究并实现了嵌入式网关系统软硬件总体结构设计。 硬件平台选用了奥尔斯物联网创新竞赛套件IOV-T-2530，以TI公司新一代移动应用处理器OMAP3530作为物联网嵌入式网关处理器，给出了嵌入式网关的总体设计方案，基于Zig