基于茶園旱情監測系統的WSN網關設計
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干旱缺水歷來是制約我國農業生產發展的主要因素，南方省份如廣東，盡管年降雨量充足，但季節性缺水仍然嚴重，粵北、粵西地區尤為突出。茶樹對土壤含水量的要求較高，水分不足或過多均不利于茶樹生育，因而建立茶園旱情監測系統，將為解決茶園合理灌溉的問題提供了科學依據。
近年來，無線傳感器網絡(WSN)技術迅速興起，成為國內外研究的熱點領域之一。WSN中的網關負責接收來自節點發送的數據，并將數據進行修正、融合等處理，然后通過以太網或GPRS等網絡基礎設施將數據接入Internet網絡，傳送至遠程終端，同時對遠程終端所發出的指令進行及時處理和反應。目前，國內外對于信息遠距離傳輸的WSN網關技術已進行了初步的研究。美國的Crossbow公司曾推出具有以太網通信功能的匯聚節點產品并得到應用。哈佛大學的科研人員曾經在位于厄瓜多爾境內的唐古拉瓦火山(volean thngnrahua)附近部署了小范圍的無線傳感器網絡，采集次聲波信號并傳送至匯聚節點，通過接入無線Modem將數據轉發到9 km外火山監測站的PC機上。國內一些大學和科研機構也提出了有關解決方案，比較典型的是基于有線通信方式的以太網和無線通信方式的GPRS，CDMA等WSN網關，也有利用公共電話網(PSTN)，采用撥號方式建立臨時連接方式實現遠程數據傳輸的網關。
這里的目的是設計、開發一種適合于山地茶園旱情的WSN網關。
1網關系統的硬件設計
系統的硬件組成框圖如圖1所示。由CPU、存儲模塊、本地連接模塊、簇內網絡連接模塊以及簇外網絡連接模塊組成。
系統采用三星公司的S3C2410作為CPU。S3C2410是一款基于ARM920T內核的16／32位RISC嵌入式處理器，內部有內存管理單元(memory managerunit，MMU)，可以穩定運行在266 MHz。
存儲模塊由FLASH存儲器、SDRAM以及SD卡組成。其中，FLASH 7存儲器采用三星公司的K9F1208UDM NAND FLASH；內存SDRAM部分采用Hynix Semiconductor公司的HY57V561620芯片；S3C2410帶有SD卡接口，系統擴展出SD卡插槽，用SD卡擴展數據存儲空間。
本地連接模塊由串口電路、USB接口電路以及JTAG接口電路3部分組成。串口電路用于系統調試以及連接(自身)匯聚節點的DB51針擴展接口。USB接口用來連接USB設備，以及實現與工作站連接、下載Linux內核等功能。該模塊還提供了JTAG接口，方便用戶進行JTAG調試。
簇內網絡連接模塊主要負責網關與匯聚節點的連接，匯聚節點通過DB51針連接器與網關本地連接模塊中DB9串口連接，實現了網關與匯聚節點的連接功能。
簇外網絡連接模塊的功能是實現網關系統利用以太網或GPRS網絡接入Internet進行數據傳輸，供遠程終端進行數據查詢以及遠程監控。簇外連接模塊由以太網接口電路以及GPRS接口電路組成。
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