[实用新型]户外免维护多功能无线传感器网络网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器网络领域，特别涉及需要大规模布网，野外环境下长时间工作的无线传感器网络。

背景技术

无线传感器网络(WSN)网关通过分布在现场中的节点采集数据，然后根据事先规定的协议，将现场信息通过单跳或者多跳自组织的方式传送至网关节点，网关节点再传给监控中心，众多节点协同工作以完成此网络覆盖范围的数据采集。在大规模布网情况下，节点、跳数的增多，功耗和传输负载的急剧增大，会给网络带来很大的不稳定性；此外，很多需要部署WSN的区域与有线IP网络之间的距离很远，仅仅依靠无线多跳或者Mesh来到达是很不现实的，而且WSN层数增多带来的传输延迟的增加，使得多层WSN很难处理实时的监控信息。

针对这些问题，目前主要研究集中在路由协议、时间同步策略、跨层设计、负载均衡等方面，但这些研究对于大规模布网问题暂时还没取得重大突破。GPRS技术已经在水表、电表以及单节点的WSN中有一些应用。不足的是，这些应用领域仍很狭窄，数据传输量也比较小，尚未真正发挥GPRS和WSN相结合的潜力。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的用于解决上述问题，通过对WSN和无线通信技术的研究，发明了一种面向户外免维护WSN网关，特别涉及需要大规模布网，野外环境下长时间工作的无线传感器网络。

本实用新型提出的一种无线传感器网络网关包括：射频和微处理器模块，存储模块，GPRS模块，WIFI模块，串口通信模块和能量管理模块，其中：

所述射频和微处理器用于对于传感器节点发送的采集数据进行收集和处理，接收上位机指令并下发给传感节点；

所述GPRS模块与所述射频和微处理器连接，用于将经所述射频和微处理器处理后的数据发送到远程数据中心，通过远程数据中心和GPRS网络对网关和节点下发指令；

所述WIFI模块和串口通信模块与所述射频和微处理器连接，用于将经所述射频和微处理器处理后的数据发送到本地数据中心；

所述能量管理模块与射频和微处理器模块、存储模块、GPRS模块、WIFI模块和串口通信模块连接，用于负责各个模块的供电、电量检测和电源智能控制；

所述存储模块与射频和微处理器模块采用SPI通信方式连接，用于对于无线传感器网络网关数据进行实时存储。

可选地，所述射频和微处理器模块基于CC2530F256方案。

可选地，所述能量管理模块包括太阳能电池板、充电管理电路、稳压电路和锂电池。

可选地，所述太阳能电池板为15w单晶太阳能电池板，工作电压为17.5V，工作电流为0.86A，开路电压为21.5V，短路电压为0.97A。

可选地，所述锂电池为聚合物锂电池。

可选地，所述聚合物锂电池标称电压为7.4V，最高充电电压为8.4V，最低放电电压为6.5V，容量为15AH，放电电流稳定工作电流为3A，充电电流为1A，内阻小于50mΩ。

可选地，所述存储模块包括数据存储子模块和实时时钟。

可选地，所述存储模块支持可热插拔。

可选地，所述射频和微处理器与所述GPRS模块之间设有通信接口电路。

可选地，所述网关依靠安装支架固定，所述安装支架的立杆支架长200mm，上半部分为长50mm、直径为60mm、壁厚为2.0mm的国标钢管，下半部分为直径为76mm的国标钢管，底部法兰为厚度6mm的钢板，整体安装支架表面静电喷塑，高温烤漆，支架顶部安装有可活动拆装的避雷针。