无线传感器网络数据中转器的设计
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3．1 数据中转器的工作流程
本文所讨论的数据中转器和无线传感器都具备休眠功能，这样可以有效的降低系统功耗。无线传感器平时处于休眠状态，当需要采集数据和上传数据时，再自动醒来联网并唤醒数据中转器。数据中转器被唤醒后，便可接收无线传感器网络的上传数据，并存储在SD卡中，然后判断无线传感器网络上传数据次数N(N的初始值为0)，如果N小于10，数据中转器将通知无线传感器休眠，同时自己也进入休眠状态。如果N等于10，数据中转器将启动GPRS模块，再将SD卡内的大量数据上传给上位机，在供用户存储显示使用之后，上位机将下达新的数据采集控制命令，以控制无线传感器采集数据的类型、数据采集间隔、数据上传间隔、网络数据上传的类型等给数据中转器，数据中转器将新的数据采集控制命令转达给尢线传感器后便进入休眠状态，无线传感器在更新采集参数后，也进入休眠状态。整个无线传感器网络数据采集系统就这样周而复始的工作，图3所示为其系统软件工作流程图。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/161036.htm
3．2 数据通信协议
无线传感器网络数据采集系统中各个模块之间的通信需要制定明确的数据通信协议。数据通信协议可以保证数据安全正确的收发，便于系统中各个模块对数据的接收、解析和存储管理。该系统通信协议的数据帧格式如表1所列。
表1中：SOP为起始标志符，可用一个字节来表示数据帧的起始，将这个字节定义为0x7E；CMD表示命令ID，用一个字节的数据来标识命令消息；LEN表示DATA的长度．也用一个字节来指示DATA位的数据长度；DATA为具体要发送的数据；FCS是校验位，这里的校验使用异或校验来校验CMD、LEN、DATA中的所有数据；STOP为结束标志符，用一个字节来表示数据帧的结束，一般将这个字节定义为0xAA。
当无线传感器网络数据采集系统的各个模块接收到数据后，都是通过判别CMD来对数据帧的类型进行解析。数据帧的CMD有如下五种类型：其中，0X02为无线传感器向数据中转器上传采集数据的命令；0X03为数据中转器告知无线传感器休眠的命令；0X04为数据中转器向上位机服务器上传采集数据的命令；0X05为上位机服务器向数据中转器下达数据采集控制的命令；0X06为数据中转器向无线传感器转达数据采集控制的命令。
系统中各个模块之间按以上制定的数据帧格式进行通信，可以极大地排除杂乱信号的干扰，简化系的软件设计，从而达到数据传输的安全性和可靠性。
3．3 基于AT指令的GPRS通信
GPRS模块SIM300C作为一个功能独立而且完善的模块，可以通过外接SIM手机卡实现与远端上位机的连接和通信，ARM芯片LPC2148则利用AT指令以GPRS流量的方式发送数据给上位机。ARM发送的AT指令都是以字节为单位，回车符代表指令的结束，模块接收到回车符后开始执行指令。模块执行指令后的一切返回值(无论是指令执行后的OK，还是ERROR)都是以不可打印字符“0D0A”开始和结束。LPC2148与GPRS模块之间可通过UART1通信。本系统使用表2所列指令来实现与远程上位机服务器的数据传输。
表2中第一条AT指令可使得GPRS模块附着到GPRS网络；第二条AT指令为GPRS模块联网而设置的上下文环境；第三条AT指令用于激活GPRS网络的上下文环境，并获取网络IP；第四条AT指令用于建立TCP连接。由于本设计中的数据中转器需与远程上位机相互通信，因而必须建立TCP连接，这样，首先GPRS模块会返同一个对此条指令认可的确认消息“OK”，之后，如若TCP网络连接建立成功则会返回“CONNECT OK＼r”，表示物理通道已经成功建立，之后便可调用最后一条指令与远端上位机进行数据通信。
4 结语
无线传感器网络数据中转器在很大程度上可以解决无线传感器网络与上位机服务器之间的远程通信问题，并能有效地降低整个系统的功耗。经过试验表明，上述设计方案具有稳定可靠，数据传输准确等优点，能够满足无线传感器网络数据采集系统在长期无人值守的情况下监测某一区域环境信息的要求。
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