基于無線傳感網(wǎng)的嵌入式遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)研究
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最頂層則是遠(yuǎn)端管理器，它可以系統(tǒng)地對各測控單元進(jìn)行分析、查詢和管理，可以接收測控服務(wù)器上傳的各種信息，也能發(fā)出命令對底層的單元進(jìn)行控制與處理，且可根據(jù)IP地址直接控制某一特定的測控單元，對各設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，還可以通過GPRS進(jìn)行無線連接操作，從而使得用戶任何時候都能對其進(jìn)行控制。
該系統(tǒng)通過前端傳感器模塊和信息接收模塊收集各節(jié)點的參數(shù)，送入嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行處理和存儲，并定時將監(jiān)測信息傳送到測控服務(wù)器，通過服務(wù)器反映到管理機(jī)上，從而實現(xiàn)對各測控設(shè)備的控制。該遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)實現(xiàn)了將小設(shè)備掛到Internet上，可以及時地監(jiān)測每一設(shè)備的運行情況。對監(jiān)控系統(tǒng)來說，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式靈活，系統(tǒng)施工和維護(hù)造價相對低廉，可保存的數(shù)據(jù)量更大，數(shù)據(jù)存儲方式更多，系統(tǒng)集成度更高。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程監(jiān)控突破了時間、地域的限制，只要在有網(wǎng)絡(luò)存在的地方，用戶在授權(quán)的情況下，就可以不受限制地隨時按需監(jiān)控，實現(xiàn)即插即用。
2 關(guān)鍵技術(shù)研究
2．1 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計
嵌入式測控單元相當(dāng)于傳感網(wǎng)的各個節(jié)點，主要負(fù)責(zé)信息的采集，并將其他如光信號、化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號，并送給微控制器，對其進(jìn)行處理。該測控設(shè)備是由嵌入式技術(shù)研發(fā)的具有智能檢測與控制的系統(tǒng)，它以中央微處理器為核心，配以SDRAM、NAND FLASH、網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換器。使用UART1和UART2通過SP3243ECA芯片將TTL電平轉(zhuǎn)化為RS 232電平，可實現(xiàn)GPS和GPRS通信。該系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/150057.htm
軟件系統(tǒng)則主要考慮啟動程序、各種驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序。Linux操作系統(tǒng)開放源代碼，可以裁剪內(nèi)核，并且已經(jīng)在Motoro-la，NEC，ARM等多種硬件平臺上穩(wěn)定、高效運行，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和卓越的文件系統(tǒng)支持功能等優(yōu)點。放選擇Linux操作系統(tǒng)，并根據(jù)具體應(yīng)用，經(jīng)裁剪和交叉編譯后，形成ARM可執(zhí)行文件，借助串行口和網(wǎng)絡(luò)口下載到FLASH之中。測控單元的應(yīng)用程序主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊、通信服務(wù)模塊與控制執(zhí)行模塊等。為了構(gòu)建更好的人機(jī)界面，將QT／Embedded圖形用戶界面支持系統(tǒng)移植到Linux中，并開發(fā)相應(yīng)的圖形用戶界面。
2．2 Web應(yīng)用技術(shù)
該系統(tǒng)采用B／S模式，為了能夠從測控服務(wù)器或測控管理機(jī)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(wù)器功能。在嵌入式Linux平臺下，使用．Boa作為Web服務(wù)器，可以使系統(tǒng)穩(wěn)定高效地在目標(biāo)系統(tǒng)中運行，并且使用和維護(hù)方便，可靠性高。嵌入式Web服務(wù)器Boa和普通Web服務(wù)器一樣，能夠完成接收客戶端請求、分析請求、響應(yīng)請求、向客戶端返回請求結(jié)果等任務(wù)。與其他傳統(tǒng)的Web服務(wù)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(tǒng)中具有很高的應(yīng)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(tǒng)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(wù)器后下載Boa服務(wù)器。將編譯后的二進(jìn)制文件下載到FLASH之中后Web服務(wù)器則具有了Web服務(wù)器功能。
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