面向校园的体温监测WSN网关设计

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体温监测是判断人体健康状况的一种重要手段,尤其是当大规模流行性感冒或其它传染性疾病爆发时,在无法确认人体是否被感染的情况下,测量体温是否正常成为判断是否疑似患者的最初步也是最重要的手段之一,尤其是在校园这种人群比较密集的场所中,体温监测更是监控大规模传染性疾病的最直接的手段。目前,校园里对学生日常体温的采集基本上都是采用人工方式单人或集中测量,然后统计上报,这种方式对于及时发现疑似感染者并采取有效措施有一定的滞后性且不便于统计。无线传感器网络作为一个崭新的技术领域,具有低功耗、自组织、智能高效、可靠性高等优点,正在被广泛的应用在各种环境的监测中,非常适合用于校园群体性体温监测。本文介绍了面向校园群体性体温监测的无线传感器网络网关的设计。网关采用主控模块加ZigBee无线通信模块和以太网通信模块的方式,网关的ZigBee无线通信模块采用以单芯片无线射频芯片CC2430为核心的射频模块,实现组建和维护ZigBee无线体温监测网络功能;采用以太网芯片STE100P为核心的以太网模块,实现无线体温监测网络和远程监控系统的互联;以ARM9系列微处理器芯片STR912为主控模块,通过与ZigBee模块和以太网模块的通信,实现内部无线传感器网络和外部以太网的协议转换。根据系统功能需求,结合校园内已有局域网资源分布特点,提出了本文中的系统架构,根据对网关的需求分析,提出了网关的硬件和软件的设计方案。在硬件设计方面,重点介绍了系统的电源模块、串行通信接口模块、人机交互接口模块、ZigBee通信接口模块,以太网模块的设计;软件设计方面,根据系统功能需求,移植了多任务实时操作系统μC/OS-Ⅱ,在μC/OS-Ⅱ操作系统上实现LwIP协议栈,设计了主控模块与ZigBee模块的串口通信帧格式;对ZigBee网络中的组网、数据传输等进行了研究,设计了树簇状无线传感器网络结构及网关的ZigBee模块的软件系统;最后介绍的系统测试情况,对系统进行了模块测试和整体功能测试。
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