基于ZigBee的大壩監(jiān)測系統(tǒng)接收終端研究
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3 接收終端硬件設(shè)計
手持接收終端利用ZigBee無線模塊實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)接收，接收到的數(shù)據(jù)通過核心處理器完成數(shù)據(jù)的分析和處理。接收終端硬件組成框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153650.htm
由于接收終端要完成信息接收、信息顯示、信息存儲、信息查詢，需要支持無線網(wǎng)絡(luò)，對數(shù)據(jù)處理能力的要求較高，本設(shè)計選擇Samsung公司的S3C2410嵌入式處理器作為核心處理器。
ZigBee模塊選用CC2430模塊。CC2430是TI公司生產(chǎn)的符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器，工作在2．4 GHz，采用直接序列擴頻方式，數(shù)據(jù)傳輸率最高250 Kb／s，供電電壓為3．6 V，可方便移植Z-Stack協(xié)議棧。
存儲單元包括兩片16位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM存儲器和FLASH存儲器。FLASH存儲包括32 MB的NOR FLASH存儲器和8 MB的NAND FLASH存儲器，NOR FLASH支持程序芯片內(nèi)執(zhí)行，大大提高了程序執(zhí)行速度，用于存放啟動代碼Bootloader，Linux內(nèi)核映象等。
NAND FLASH能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，價格低廉，寫入和擦除的速度也很快。用來存放Linux文件系統(tǒng)和用戶程序。
LCD顯示器負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進行顯示，USB存儲單元用來存儲接收到的大壩工作狀況參數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)測人員可以通過對接收到的大量歷史數(shù)據(jù)查詢和分析，為后期的工作決策提供參考。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的軟件框架主要基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)功能，包括嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader，Linux系統(tǒng)內(nèi)核，文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序。Bootloader主要完成初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖的任務(wù)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。本方案選用較為成熟的U-boot作為Bootloader。它操作簡便，同時提供了完備的命令體系，支持S3C2410處理器。Linux系統(tǒng)內(nèi)核分為設(shè)備驅(qū)動程序，網(wǎng)絡(luò)堆棧，內(nèi)存管理，進程管理，虛擬文件系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用接口。文件系統(tǒng)分為系統(tǒng)文件系統(tǒng)，用戶文件系統(tǒng)。接收終端的應(yīng)用程序根據(jù)需求分為數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)存儲三個模塊。整個軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。
4．1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)
嵌入式Linux(Embedded Linux)是指對Linux經(jīng)過裁剪小型化后，可固化在存儲器或單片機中，應(yīng)用于特定嵌入式場合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究已經(jīng)成為目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個熱點。與其他嵌入式操作系統(tǒng)相比，Linux的特點如表1所示。
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