基于嵌入式linux的点对多点无线数据采集系统

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1、基于嵌入式Linux的点对多点无线数据采集系统摘要：近阶段，随着科学技术的飞速发展，无线传感器网络在人们日常生产生活的各个领域得到了广泛的应用，设计合适的点对多点无线数据采集系统，能够减少架设电缆一系列的步骤，大大降低了投入的成本，能够达到数据的自动收集、传输和处理，能够很好的管理传感器动态地增减，大大提高了数据采集系统的稳定性与实时性。关键词：嵌入式；Linux；点对多点；无线数据；采集中图分类号：TP274.2大量的传感器分散安置到各个区域之后，如何将它们收集来的数据快速有效地传输到数据处理中心是目前工作

2、所面临的难题，一些设施和场所内二次架设电缆（如体育中心，大型桥梁等），这时就应该考虑使用无线网络来升级目标区域内的设备。因此设计一种能够实现低成本传感器网络管理的方案就十分重要。1嵌入式系统的概述8按照电器工程协会的定义，嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等各种规模系统的设备。这个定义主要是从嵌入式系统的用途方面来进行定义的。从这个定义可以看出，人们平常所广泛使用的手机、PDA、MP3、机顶盒都属于嵌入式系统设备；而车载GPS系统、机器人也是属于嵌入式系统。2点对多点无线数据采集系统的设计如图1所示

3、，本文实际的系统主要由本地数据处理系统以及远端数据采集系统两部分构成。其中本地数据处理系统主要由和ARM嵌入式系统和通信模块两部分构成，远端数据采集模块主要由通信模块、传感器以及单片机组成。图12.1通信射频模块为了让该系统在条件比较恶劣的条件下仍然能够保持良好的通信功能，选择通信模块就显得十分重要，经过实践证明，HAC-UM系列的一款微功率无线数据传输模块能够适应复杂的条件，其功率为10mW，电源是3.3到5.5V之间，该通信模块的体积为46毫米*27毫米*10毫米，视距在500米之内都可以保证可靠传输，通

4、过其透明的数据接口，可以与许多不一样的用户协议相适应。能通过分析，将空气介质中原本存在或是最新产生的虚假数据自动过滤掉，因此能够对较长数据帧进行传输。通过直接接驳PC机或是单片机的串口，数据收发转换就能够自动完成，只需要向接口发出或是手机数据就可以了。2.2ARM嵌入式系统8在投入成本相对较低的情况下，为了使系统得到较大幅度的提高，主控端就应该使用ARM嵌入式系统。这种系统使用的处理器价格在100到200元之间，使用免费的ARM-linux操作系统，在加上不收取费用的工程专用绘图软件包QWT，这样就能够用非常

5、低的成本来成功构建一个拥有强大功能的处理主控数据的中心。若还需要对视频数据进行处理，还可以使用拥有更为强大多媒体处理功能的ARM10处理器的xScale系列芯片，它的成本仅仅是在200到300元之间。2.3传感器在装配传感器时应该按照系统实际的应用来进行。比如说：对中心医院病房中每一个病人的心电图进行检测时，就应该使用心电传感器；对公路上所有公共照明设备进行监控时，就应该使用监控路灯的传感器；针对某公司会议厅内的投票系统，就要将传感器全部改成参加会议的人员进行投票的按键。2.451单片机在远端没有工作人员看守

6、的情况下，这时对传感器信号进行收集时就必须要用到S系列的51单片机，其对通信模块的控制是依据协议和主控端通信进行的。为了让系统的外观更加小巧轻便，使用价格是数元贴片进行封装的AT89S51型号的单片机，这样一来能够使印制电路板的面积大为减小，使投入成本大大降低。83软件的设计3.1整体软件的设计3.1.1通信过程及原理无线采集系统使用的通信模块是半双工通信，其载波频率是固定的，所以在采用的时候利用分复用的方式实现点对多点通信是最好的，也就是各个从机占用一些不同时间片来实现与主控机之间的通信。实现分配好的时间片

7、的方式要配以精确的同步系统，因此本文设计的系统使用的是论询式的通信手段，也就是主控端依据实际的需要对各个从机进行查询，当从机接收到主控端的询问信号之后，在限制的时间段之内完成应答就可以和主机进行通信，若是主机在该时间段内没有收到来自从机的应答，就判断从机处于忙碌的状态，这时候就依次对一个从机进行询问。该系统通信过程如图2。图2从上图能够清楚地看出，从机若果在限制时间段T内将收集到的数据返回主机，这样主机就能够分清楚该部分数据的归属。若是从机因为某种原因不能在接收到查询包之后限制的时间T内把数据返回去，（如上图

8、t3+T所示），这样主控端将不会作出反应，自动忽略，超出限制时间T之后，在下一个t4时刻将会对下一个从机进行询问。主机在对n个设备查询之后，会返回来再次对第一个从机设备进行查询，上述轮询再加上8适当的协议就能够构成了一个较为简单的一个点相对多个点的数据收集系统。3.1.2ID编号为了使从机能对各个查询包作出准确的应答，主机的查询包中都会有各个从机相应的ID编号，当从机接收到查询包之后，会对该ID号进