基于cortexm3的wsn网关的设计

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1、摘要摘要随着物联网技术的发展，无线传感器网络与IP网络的互联成为物联网应用的一个技术瓶颈。要实现使用不同通信协议的两种网络之间的无缝连接，网关起到了非常关键的作用。无线传感器网络网关是无线传感器网络中最重要的一部分，是无线传感器网络与其它网络通信的中转站，具有发送命令、转发数据、路由选择、协议转换等功能。所以设计与实现无线传感器网络网关对物联网技术的普及起着至关重要的作用。本文设计了一种无线传感器网络网关，用来解决WSN与Intemet连接过程中的IP接入问题。论文在深入研究现有无线传感器网络及网关技术的基础上，

2、提出了一种兼容多协议的WSN网关。主要实现了三种IP网络的接入，包括以太网的接入、RS．485总线网络的接入和公共无线IP网络的接入。本文主要从硬件实现的角度出发，描述了一种从IP网络到WSN网络网关设备的硬件实现方案，给出了该网关的各个关键硬件模块接口的设计方案。主要包括：(1)基于802．15．4的ZigBee无线传输模块。(2)以太网接口模块。(3)RS．485总线接口模块。(4)公共无线IP网络接口模块。最后还讨论了存储器的扩充。该网关以32位的ARMCortex．M3来搭建网关系统，以LM3S9896为

3、网关的主处理器，并结合SoC(SystemonChip)的802．15．4MAC协处理器，实现了网关的IP协议栈和路由功能，完成了WSN网络与IP网络之间的无缝连接。与现有的一些无线传感器网络网关相比，该方案能以较低的成本有效地扩大网关的无线接入范围。最后，讨论了对网关系统的硬件测试方案，并对网关的硬件部分进行了测试与分析，得到了预期的效果，证实了该系统方案的可行性。关键词：无线传感器网络网关ZigBee技术Cortex．M3以太网RS-485AbstractAlongwitllthedevelopmentofI

4、nternetofThings．theconnectionofwirelesssensornetworkandIntemethasbecometheinevitabletrend．Thetwokindsofnetworksusedifferentcommunicationprotocols，SOinordertoachieveseamlessconnectionbetweenthemthegatewayplaysaverykeyrole．WirelessSensorNetworkGatewayisthemosti

5、mportantpartofthewirelesssensornetworks．ItisatransitpointwhentheWirelessSensorNetworksconnecttothewireddevices．Itcansendcommands，forwarddata,chooserouting，conveaprotocolandSOon．SothedesignandimplementationofWirelessSensorNetworkGatewayplaysavitalroleinthepopu

6、larityoftheIntemetofThings．ThispaperintroducesthedesignofaWirelessSensorNetworkGateway,inordertoresolvetheproblemsofIPaccess．BasedonthedeepstudyoftheexistingWirelessSensorNetworkGateway,thispaperputforwardakindofcompatiblemultipleWSNprotocolgateway．Itmainlyac

7、hievesthreewaysofIPnetworkaccess，includingEthemetaccess，RS一485busnetworkaccessandpublicwirelessIPnetworkaccess．ThisarticledescribesamethodofhardwarerealizationplanoftheconnectionofIPnetworkandWSNfromtheaspectofhardware．Basedontheanalysisthefunctionofeachmodul

8、e，thekeyhardwaremodulesinterfaceWasdesigned．ThekeymodulesmainlyincludeZigBeewirelesstransmissionmodule，theEthemetinterfacemodule，RS-485businterfacemodule，publicwirelessIPnetworkinterfacem