基于無線傳感網的嵌入式遠程測控系統研究
最頂層則是遠端管理器,它可以系統地對各測控單元進行分析、查詢和管理,可以接收測控服務器上傳的各種信息,也能發出命令對底層的單元進行控制與處理,且可根據IP地址直接控制某一特定的測控單元,對各設備進行統一管理。當有線網絡出現故障時,還可以通過GPRS進行無線連接操作,從而使得用戶任何時候都能對其進行控制。
該系統通過前端傳感器模塊和信息接收模塊收集各節點的參數,送入嵌入式系統進行處理和存儲,并定時將監測信息傳送到測控服務器,通過服務器反映到管理機上,從而實現對各測控設備的控制。該遠程測控系統實現了將小設備掛到Internet上,可以及時地監測每一設備的運行情況。對監控系統來說,網絡監控方式靈活,系統施工和維護造價相對低廉,可保存的數據量更大,數據存儲方式更多,系統集成度更高。以網絡為基礎的遠程監控突破了時間、地域的限制,只要在有網絡存在的地方,用戶在授權的情況下,就可以不受限制地隨時按需監控,實現即插即用。
2 關鍵技術研究
2.1 嵌入式系統設計
嵌入式測控單元相當于傳感網的各個節點,主要負責信息的采集,并將其他如光信號、化學信號轉化為電信號,并送給微控制器,對其進行處理。該測控設備是由嵌入式技術研發的具有智能檢測與控制的系統,它以中央微處理器為核心,配以SDRAM、NAND FLASH、網絡接口RJ-45、4線觸摸屏接口、串行接口、LCD、USB口、SD卡存儲接口與A/D和D/A轉換器。使用UART1和UART2通過SP3243ECA芯片將TTL電平轉化為RS 232電平,可實現GPS和GPRS通信。該系統硬件框圖如圖2所示。本文引用地址:http://www.czjhyjcfj.com/article/150057.htm
軟件系統則主要考慮啟動程序、各種驅動程序、操作系統與應用程序。Linux操作系統開放源代碼,可以裁剪內核,并且已經在Motoro-la,NEC,ARM等多種硬件平臺上穩定、高效運行,具有強大的網絡功能和卓越的文件系統支持功能等優點。放選擇Linux操作系統,并根據具體應用,經裁剪和交叉編譯后,形成ARM可執行文件,借助串行口和網絡口下載到FLASH之中。測控單元的應用程序主要包括數據采集模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊、網絡服務模塊、通信服務模塊與控制執行模塊等。為了構建更好的人機界面,將QT/Embedded圖形用戶界面支持系統移植到Linux中,并開發相應的圖形用戶界面。
2.2 Web應用技術
該系統采用B/S模式,為了能夠從測控服務器或測控管理機通過瀏覽器直接訪問智能測控單元,在智能測控單元中必須具備Web服務器功能。在嵌入式Linux平臺下,使用.Boa作為Web服務器,可以使系統穩定高效地在目標系統中運行,并且使用和維護方便,可靠性高。嵌入式Web服務器Boa和普通Web服務器一樣,能夠完成接收客戶端請求、分析請求、響應請求、向客戶端返回請求結果等任務。與其他傳統的Web服務器不同的是Boa具有很高的HTTP請求處理速度和效率,在嵌入式系統中具有很高的應用價值。
Boa程序的移植主要分為以下幾個步驟:
(1)針對ARM-Linux系統下載Boa源碼并解壓之;
(2)生成并修改Makefile文件,修改CC=gcc為CC=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc修改CPP=gcc-E為CPP=/usr/ local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc-E;
(3)配置Boa服務器后下載Boa服務器。將編譯后的二進制文件下載到FLASH之中后Web服務器則具有了Web服務器功能。
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