[发明专利]一种带有3G远程传输的无线传感器网络网关设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体涉及一种带有3G远程传输的无线传感器网络网关设备。

背景技术

无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展，无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

建立在IEEE 802.15.4(LR_WPAN，低速率无线个人区域网)上的ZigBee协议是无线传感器网络首选的组网技术之一，大量传感器节点之间通过ZigBee协议进行自组网，而无线传感器网络网关则对网络进行各种管理和维护工作。传统网关接入ZigBee网络节点的有效无线通信距离在100米以内，使得网关部署位置受到限制。且一般采用有线通信方式将ZigBee网络接入互联网，因而不适合有线通信电缆或光缆铺设困难、不方便的监控区域；虽然也有采用无线GPRS以短信方式转发监测数据，但其转发监测数据量小，不能以网页方式访问网关设备并对其进行远程控制和管理。

发明内容

为解决现有传感器网络网关的上述问题，本发明提供一种带有3G远程传输的无线传感器网络网关设备，其不仅可对大量传感器节点之间通过ZigBee协议进行自组网的无线传感器网络进行各种管理和维护，接收并显示网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据远程传输等工作，还将网关接入ZigBee网络节点的有效无线通信距离扩展到700至1000米之间，并采用3G通信模块实现ZigBee网络与互联网的无线互连，从而使接入到互联网的ZigBee网络具有监测数据的透明转发、网络远程监控、诊断和管理的功能，使得网关部署地理位置更灵活，网关具有更好的实用性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：提供一种带有3G远程传输的无线传感器网络网关设备，由3G无线通信单元、ZigBee无线射频收发单元、触摸屏接口控制单元、ARM11嵌入式处理器控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元、按键接口控制单元组成。其中3G无线通信单元采用SIM5210芯片，无线射频收发单元采用CC2530芯片和CC2591芯片，ARM11嵌入式处理器控制单元采用S3C6410芯片，触摸屏接口控制单元采用AT043TN24V.1芯片，USB接口和SD卡接口控制单元采用S3C6410芯片内部资源进行外部扩展，可外接带SD接口、USB接口的设备。3G无线通信单元、ZigBee无线射频收发单元、触摸屏接口控制单元、USB接口和SD卡接口控制单元分别与ARM11嵌入式处理器控制单元双向电连接；按键接口控制单元与ARM11嵌入式处理器控制单元单向电连接。

无线射频收发单元接收ZigBee网络协调器发送的网络拓扑结构、网络健康状态、监测数据等相关信息，通过串口传输到ARM11嵌入式处理器控制单元进行处理后，由触摸屏接口控制单元进行显示和接收用户键入的网络管理命令，或通过3G通信模块实现ZigBee网络与互联网的无线互连。