集成WSN、載波通信和多種現(xiàn)場總線的網(wǎng)關(guān)設(shè)計
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2．2 串行通信接口擴展
SEP4020內(nèi)置4路UART接口，其中一路設(shè)計時使用跳線的方式連接MAX3221芯片，作為DEBUG串行RS 232接口，主要用于調(diào)試時發(fā)送信息，同時也可復用為紅外接口；其余3路直接以TTL電平引出，分別連接ZigBee無線通信模塊、GPRS通信模塊、電力載波通信模塊。另外利用SEP 4020提供的SPI接口連接SC16IS752芯片進行UART接口擴展，該芯片是NXP公司推出的一款通過SPI／I2C總線擴展為UART接口的芯片，可以擴展出兩個通道高性能的UART。用來連接RS 485系列隔離收發(fā)器模塊，該模塊內(nèi)部集成電源隔離、電氣隔離、RS 485接口芯片和總線保護器件，具有很好的隔離特性。整個串行通信接口結(jié)構(gòu)如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155140.htm
2．3 外接通信模塊
外接通信模塊為ZigBee無線通信模塊、GPRS通信模塊、電力載波通信模塊。無線模塊的ZigBee通信芯片選用TI公司生產(chǎn)的2．4 GHz射頻系統(tǒng)單芯片CC2430，該芯片整合了ZigBee RF前端、內(nèi)存和8051微控制器；GPRS通信模塊選用SIM300GSM／GPRS模塊，該模塊主要應用于WLL，M2M和手持設(shè)備方面，實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸；電力載波通信模塊采用擴頻通信技術(shù)，選擇北京福星曉程公司的PL3106載波芯片，內(nèi)嵌擴頻通信調(diào)制／解調(diào)電路和8051微控制器，內(nèi)部集成2路A／D，其中一路用來采集負載端電壓，另一路用來采集負載電流，可以實現(xiàn)負載功率的精確測量。外圍的配置電路主要包括功率放大電路、載波耦合電路、濾波整形電路、諧振電路及接收電路等。以上通信模塊與SEP4020之間均使用UART接口進行通信。
3 軟件設(shè)計
軟件平臺采用一種開放源碼的Linux操作系統(tǒng)，便于在其基礎(chǔ)上完成各項相關(guān)應用程序的開發(fā)。軟件主要涉及到操作系統(tǒng)的裁剪與編譯、驅(qū)動程序編寫和系統(tǒng)主程序編寫。多功能網(wǎng)關(guān)軟件體系架構(gòu)如圖4所示。
由底層到高層，軟件部分依次包括：BootLoader移植、Linux操作系統(tǒng)移植、設(shè)備驅(qū)動程序編寫、嵌入式端軟件和協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)計、主站監(jiān)控軟件設(shè)計等。
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