杨校权,张毅,马钧元

(1.重庆邮电大学计算机学院,重庆400065;2.重庆邮电大学通信学院)

杨校权、马钧元(硕士研究生),张毅(教授):主要研究方向为嵌入式系统应用、物联网。

引 言

物联网被称为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。它代表了下一代信息发展技术,被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。

物联网分为感知层、网络层、应用层,而无线网关节点则是实现感知层与网络层数据交互的桥梁,在物联网中具有特殊的地位。网关负责网络间的协议解析,不同网络类型的网络路由,网络数据的汇聚、存储、处理、转发等功能,成为物联网感知层与网络层不可缺少的纽带。因此设计出成本低、效率高、运行稳定的网关对物联网的推广有着重要的现实意义。

1 系统方案

本文设计的网关主要由高速微控制器 LPC1227、Zig-Bee射频收发模块、GSM 通信模块EM310、AC—DC电源模块等组成。网关的系统结构如图1所示。

为了满足网关低成本、高实时性的要求,网关的MCU采用基于Cortex-M0内核的LPC1227微控制器,该微控制器由NXP半导体公司设计,于2011年2月投入市场。微控制器可在高达45 MHz的CPU频率下运行,包含128 KB片内Flash存储器和8 KB数据存储器。512字节Flash擦除扇区带来了多种设计上的好处,同时该芯片有两个具备内部FIFO的UART。网关系统软件不采用任何嵌入式操作系统,利用最小的软件负载实现高实时性。

网关的ZigBee芯片采用TI公司的CC2530芯片,相对于当前使用较多的CC2430芯片,CC2530芯片的性价比更高。……