嵌入式linux的Web传感器网络网关的设计

传感器网络是计算机科学技术的新研究领域。集传感器、微机电系统和网络于一体的传感器网络是一种新的信息获取和处理技术。近年来，传感器网络管理、查询、数据分发等方面的研究得到了很大的发展。而传感器网络要真正投入使用，就不能完全孤立存在，需要通过网关设备进入外部网络，如Internet、企业内部的局域网或互联网为用户提供远程访问和监控无线传感器网络。
1.系统总体设计
随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的快速发展和日益成熟，具有感知、计算和通信能力的微型传感器开始出现。传感器网络由大量低成本的传感器节点组成。传感器网络集传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术于一体，是多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域之一。它具有远程监控、实时监控和在恶劣或特殊环境中工作。
1.1系统硬件平台设计
系统硬件平台的设计主要包括微处理器和外围设置的选择。ARM作为核心设备，处理器包括外围设备SDRAM，FLASH，串口、以太网接口等。嵌入式网关设备由核心板和底板组成，核心板上集成AtmelAT91RM9200处理器，64MSDRAM以及16M的 FLASHoAT91ARM9200微处理器芯片工业级200MIPSARM920T内核，具有16K字节指令和16K高速缓存字节数据处理器。
网关设备底板上提供以下外设接口：两个RS-232串口和一个lOM/100M自适应以太网接口。选择外围硬件接口将决定整个系统如何访问网络。最常见的接入方法是使用最成熟的以太网接口，可以满足局域网接入和大多数宽带网络接入的要求。因此，木文设计的传感器网络网关设备通过以太网接口接入Internet，远程用户管理无线传感器网络数据。
1.软件平台设计
软件平台设计主要涉及到两大方而：一是与硬件相关的软件部分：二是应用软件部分。基于硬件的软件包括ARM的Linux内核移植、引导程序移植等。应用软件主要包括两部分：一是WebServe：和TCP/IP协议堆栈；二是传感器网络数据采集、集成和存储，包括远程管理模块、查询指令分析处理模块、数据存储模块、数据分析集成模块和数据采集模块。
2.硬件电路设计
该系统的硬件平台设计成两部分，一部分是核心板，集成AtmelAT91RM9200处理器，64MSDRAM以及16M的FLASH存储器:二是底板，由两条四线组成RS-232串口和一个10M/100M由以太网接口等组成的自适应性。
2.1SDRAM存储器
SDRAM（SynchronousDynamicRAM）使用同步动态存储器SDRAM它可以提高系统性能，简化设计，提供高速数据传输。在功能上，它类似于常规DRAM，但也需要时钟刷新。所有的程序和数据都在系统运行中RAM（主要是在SDRAM）中与CPU与外围设置各种交互，因此SDRAM速度对整个系统的运行速度有至关重要的影响。
本文采用两片Hynix公司的HY57V281620BTSDRAM芯片，16MX数据宽度为16位，共64位MSDRAM。AT91RM9200内置有SDRAM控制器（SDRAMC），具有SDRAM控制接口为简化电路设计提供了极大的便利

图1SDRAM存储电路2。2RS目前232串行通信口RS-232是PC串行接口是机应用于机器和通信土壤行业。RS-232被定义为在低速串行通信中增加通信距离的单端标准。RS-232采用小平衡传输，即所谓单端通信。AT91RM9200输出的串行信号是TTL电平必须通过电平转换输出EIA/TIA-232电平
2.3 100M以太网
AT91RM9200集成以太网控制器EMAC（EthernetMAC）使该芯片具有更广泛的应用价值。从硬件的角度来看，以太网接口电路主要是由MAC由控制器和物理层接口组成。在设计中使用LXT972作为以太网的物理层接口。LXT972是支持低功耗、高性能芯片的lOM和 100M以太网传输起到编码、译码输入和输出数据的作用。由于LXT972和AT91RM9200具有的EMAC都支持MII根据信号定义连接接口功能。通过网络隔离变压器和RJ接口接入传输媒体。

3、嵌入式WebServer软件分析与实现
作为一个传感器网络管理系统，本文设计的初衷是希望监控端在任何地方都能有Internet客户通过的地方Internet访问系统，系统检查客户权限，通过权限可以获得对系统的监控。
如果使用客户端/服务器模式将系统设计成服务器，客户端可以通过某种方式建立TCP/IP协议（如FTP，TELNET，HTTP以上应用层协议访问服务器。CGI（CommonGatewayInterface）即公共网关接口，它是连接网络服务器软件的一般标准，CGI在网络浏览器和数据信息之间提供传输服务。CGI它在一个程序中运行Web服务器上，提供同客户端HTML页面接口。CGI脚本程序启动后，服务器将客户端的信息传给此程序，该程序对客户的信息处理后，将运行结果交给服务器，由服务器负责再向客户端传递。CGI主要用于处理搜索引擎和一般表单。
本系统选用Sqlite作为系统数据库，并将其用作系统数据库Sqlite移植到arm然后在板上建立自己的数据库sensor。 db，然后根据需要建立一个表，用山来测试需要。本文设计了两个传感器数据信息，经过分析和综合处理。数据表和用户表分别是light(光感强度表)，temperature(温度表)和user(用户表用于识别远程登录用户的合法性)。
由于CGI该程序由C语言编写，通过编译生成可执行的二进制代码，具有占用空间小、运行速度快、安全可靠等优点。该sql。cgi启动程序后，首先查询用户表，以完成用户名和密码的识别。如果是合法用户，查询结果将根据用户查询条件显示在主页上。如果是非法用户，则将登录错误提示信息返回主页。
4、结论
本文以创新点为基础Web通过对传感器网络结构和嵌入式网关系统开发的需求Web初步研究和探索系统结构、嵌入式数据库模型、嵌入式操作系统模型、嵌入式网关设计模型等，并利用现有的开发平台和开发工具，对基十Linux嵌入式系统开发模式Internet 实践技术。完成了基于Web嵌入式网关系统的硬件设计和软件平台设计。完成了基于Web嵌入式网关系统的硬件设计和软件平台设计。该网关可以有效地管理和存储传感器网络数据，实现用户对传感器网络数据的远程查询和监控。