集成WSN、载波通信和多种现场总线的网关设计
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现有的WSN产品中，大多只提供RS 232串行接口，用以连接上位机，实现监控。但是在现实的工控项目中存在各种各样的接口和总线，需要无线传感器网络与其他总线网络互相传输信息。因此，需要一种能够支持多种接口的网关。当连接某种接口或通信协议时，稍加修改该网关的软件和配置硬件模块就可以快速投入使用。
本文设计的多功能网关可支持多种接口和多种应用模式。其主要支持以太网，RS 232，RS 485，GPRS和电力载波通信等接口。支持的应用模式包括：通过GPRS接口连接上位机，实现监控、程序下载等功能；通过RS 485接口实现Modbus协议接入现场总线或其他控制总线中；通过以太网接口接入工业以太网，将无线传感器网络作为子网接入控制网络；通过以太网接口，构建嵌入式Web服务器。客户机可以以网页浏览的方式查看WSN中所有传感器节点的状态和数据，并进行远动控制。
2 硬件设计
多功能网关主要包括主系统部分(控制器、存储器)、电源模块、ZigBee无线通信模块、以太网通信模块、GPRS通信模块、电力载波通信模块(PLC)和人机接口模块等。硬件总体框图如图2所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/155140.htm
系统硬件分为核心板、扩展底板和外接通信模块3部分。核心板包括主控制器和存储器；外接通信模块包括ZigBee无线模块、GPRS模块和电力载波通信模块；核心板和外接通信模块插接在扩展底板上，并在扩展底板上扩展电源电路、调试接口、RS 485通信模块、人机接口等电路。
2．1 微控制器选型
多功能网关的功能比较复杂，需要实现多种接口和协议的转换，由于外接通信模块较多，应尽量选择性能强大、通信接口丰富，内置所需各种接口的控制器，以降低成本。
本文选择基于ARM体系结构的微控制器搭建整个系统。该结构的微控制器具有强大的功能和丰富的接口扩展，在嵌入式智能网络设备的设计中得到了大量应用。通过分析对比常用的多种ARM7微处理器，最终选择了基于ARM720T核心的工业级微控制器SEP4020。该款微控制器由东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心设计，集成MMU单元，内置以太网MAC，LCD接口，可通过外部总线接口(EBI)进行扩展，功能丰富、性能强大，接口丰富，功耗较低，完全适合于工业控制的需要。
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