嵌入式WSNs汽车防盗系统

引言
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)是通信技术、计算机技术、传感器技术和网络技术相结合的产物。无线传感器网络是由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的，它具有分布式处理带来的监测精度高、容错性好、覆盖区域广等优点，在环境监控、消费类电子、军事侦察以及交通管理等很多领域中具有广阔的应用前景，是近期国际上研究的热点之一。
1.系统方案设计
无线传感器网络的基本组成单元是具备信息采集和通信功能的嵌入式节点，因此无线传感器网络的设计也就是节点的设计。本文根据无线传感器网络的功能需求，按照嵌入式系统体裁衣的思想选择各个功能模块部件，着重考虑节点的性价比和可升级性等因素，设计嵌入式无线传感器网络节点的硬件结构。根据功能需求，将各个独立功能模块化，节点的硬件体系结构如图 1所示。

本文综合硬件平台因素，系统软件使用嵌入式实时操作系统 FreeRTOS。由于簇头节点需具备 GPRS数据传输功能，因而软件体系中具备 TCP/IP协议栈也是非常重要的。本文选择了在著名开源网站 SourceForge上公开发布的嵌入式实时操作系统 FreeRTOS作为系统软件体系设计的基础，选择己经移植到 FreeRTOS上的的 uIP作为系统 TCP/IP协议栈。在节点组网模块设计中，本文移植了符合 ZigBee规范的软件，从而为节点的组网，路由等应用层程序的开发提供了基础。如图 2所示为系统的软件体系结构。

1 无线传感器网络节点硬件设计
2 1ARM处理器模块通信电路设计

采用 GPRS模块进行数据传输过程中，为便于系统测试，本文采用 AT91SAM7S256提供的一路两线制串口DBG COM显示由CPU发送给 GPRS模块的数据，采用剩下的 USARTO显示由 GPRS模块发送给 CPU的数据，实现对发送和接收数据的监测和解析，为系统功能的调试提供了一种良好的接口。

2.2 ARM处理器时钟电路设计
AT91 SAM7S系列微控制器系统时钟由时钟发生器提供，其内部包括 1个锁相环 (PLL)， 1个主振荡器，1个 RC振荡器。时钟发生器为系统提供下列时钟: SLCK慢速时钟。由 RC振荡器提供，是电源管理系统内唯一恒定时钟。 MAINCK主振荡器输出时钟。PLLCK分频器与 PLL输出。

图 4 时钟模块电路原理图
2.3 MC39i模块电路设计
GPRS模块设计可划分为 SIM卡接口电路、启动复位电路和控制接口电路三部分。启动复位电路设计，MC39i上电后，将其 IGT引脚拉低至少 100ms，即可以开启 MC39i；MC39i带有一个符合 ISO 7816-3 IC卡标准的 SiM卡接口，用户可以方便的接外部 SIM读卡器； MC39i通过 ZIF插座提供了符合 ITU-T DCE标准的 RS232接口，通过 RS232接口可以向 MC39i发送 AT命令和数据。该接口工作在 CMOS电平下。MC39i的 RS232接口支持 8位数据、无校验、 1位停止位的数据格式，波特率可以设置为 300bps~115kbps。支持 RTS/CTS硬件握手信号和 XON/XOFF握手信号。