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随着嵌入式技术、传感器技术、网络技术和无线通信技术的不断发展,无线传感器网络(WSN)作为一种新型的网络技术受到人们的广泛关注。ZigBee技术作为短距离无线传感器网络通信的代表技术之一,已在智能家居、工业控制等领域取得了较为广泛的应用。但ZigBee技术传输距离短而且与互联网不能直接通信,为了有效延伸ZigBee网络的传输距离,无线传感器网络网关作为实现ZigBee网络和互联网之间通信的桥梁起着非常重要的作用。
本文以智能家居的远程控制部分为背景进行需求分析,设计并实现了一种无线传感器网络网关。根据需求分析的结果,选择了基于S3C2440处理器和CC2530芯片的硬件开发平台和嵌入式Linux、gSOAP和Z-Stack的软件开发平台,并设计了通信帧结构。网关软件采用模块化设计,被划分为主模块、用户远程操作模块、数据处理模块、串口操作模块、ZigBee汇聚节点模块等。根据设计结果构建了软件开发环境并对各软件模块进行了实现,完成了远程控制和数据采集、用户管理、设备管理、历史数据查询和信息加密传输等多种功能。为了保证系统效率,实现时采用多线程技术。
最后进行了手机客户端软件开发并通过浏览器和手机客户端对系统进行了测试,经测试网关可以完成远程控制与数据采集、用户管理、设备管理、历史数据查询等多种功能且运行稳定可靠,达到了开发的要求。