[实用新型]具有终端功能的无线传感器网络多接口网关设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及嵌入式系统、无线传感器网络技术领域，特别涉及一种具有终端功能的无线传感器网络多接口网关设备。

背景技术

目前，无线传感器网络作为一种全新的信息获取与处理技术，开始在军事、环境、健康、家庭等领域得到越来越广泛的应用。对于各种长期或短期的环境监测应用，传统的有线测控系统由于布线困难、结构复杂等原因，往往难以胜任。无线传感器网络作为有线测控系统的一个重要扩展与补充，很好地解决了这一问题。

图1为无线传感器网络系统的典型结构示意图，它描述了无线传感器网络系统所包含的三种类型的节点，即传感器节点、汇聚节点(即基站)和用户管理节点。从图中我们可以看到，传感器检测区域中已经部署了大量的无线传感器节点，每个节点都可以采集其覆盖区域的现场数据并且路由到基站。基站通常由通信模块和网关两部分组成。其中，通信模块负责与无线传感器节点组成的无线传感器网络进行通信；网关则负责通过不同的传输介质把无线传感器网络桥接到用户管理节点(即用户终端)。目前，基站大多采用RS232接口与PC机连接，用户则在PC上实现数据的访问。这种方法虽然能满足在实验室的要求，但在实际应用中存在许多问题，具体表现在：

1、在实际环境中往往无法携带PC机等大型设备，并为之提供220V交流电源。

2、在缺少PC机等终端设备的情况下无法对传感器网络进行数据访问。

3、网关接口单一，无法同时连接多个终端设备实现数据共享。

4、无法与广泛普及的便携式设备，如PDA(掌上电脑)、智能手机连接。

鉴于目前无线传感器网络的实际应用需求，结合无线传感器网络自身的特点，设计实现一种具有终端功能的无线传感器网络多接口网关将有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种具有终端功能的无线传感器网络多接口网关设备，主要解决以下技术问题：一是实现网关设备的终端功能，满足无线传感器网络在缺乏PC机环境下的应用需求；二是建立无线传感器网络与多种用户终端之间的可靠连接。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有终端功能的无线传感器网络多接口网关设备，其特征在于包括：处理器单元、以太网通信单元、串口通信单元、蓝牙通信单元、无线通信单元和用户显示单元；

所述处理器单元用于控制以太网通信单元、串口通信单元、蓝牙通信单元与无线通信单元之间的数据流通，还对无线传感器网络的数据进行存储和显示；

所述以太网通信单元用于实现网关设备与以太网终端设备之间的通信；

所述串口通信单元用于实现网关设备与本地PC机进行RS-232连接；

所述蓝牙通信单元用于实现网关设备与便携式设备之间的通信；

所述无线通信单元用于实现网关设备和无线传感器网络之间的数据通信；

所述用户显示单元用于实现网关设备与用户之间的人机交互，使网关设备具有终端功能。

相比传统无线传感器网络普遍采用的单一接口网关设备连接PC机终端的方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的网关设备上集成了终端显示功能，能在缺少其他终端设备的情况下，对无线传感器网络进行数据显示、存储以及控制，实现了网关设备的终端功能，并且体积小重量轻，能够有效应用于无法携带PC机或大型终端设备的室外环境中。

2、本实用新型将嵌入式技术与传统无线传感器网络技术相结合，在网关设备上集成了串口、蓝牙和以太网终端设备的接口，多个终端能够同时连接无线传感器网络实现数据共享；网关设备成本较低，能够用于无线传感器网络大量部署，覆盖区域广，并能通过以太网接口与Internet和远程计算机连接，实现无线传感器网络数据的远程传输。

3、本实用新型的网关设备功耗低，使用电池供电，能够有效应用于无法提供可靠直流电源的室外环境中，促进了无线传感器网络的实用化进程。

4、本实用新型的网关设备集成了功能强大的处理器及其丰富的外部存储器设备，数据处理、存储能力强，便于实现网络数据融合，降低了与终端设备的通信开销；并可通过处理器扩展便携式用户终端接口，配合智能手机或PDA，能应用于智能家居、小区监控等场合。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的阐述。

图1是无线传感器网络系统的典型结构示意图。

图2是本实用新型的网关设备结构框图。

图3A～图3C是处理器主要管脚连接图；

图3D是外部存储器电路。

图4是本实用新型的以太网通信单元电路原理图。