唐晓城 陈鹏杰 刘登跃 何 斌

（同济大学电子与信息工程学院，中国 上海 201804）

0 引言

通过网络的方式，在监控中心对现场的设备进行监控，远程获取现场的数据，并对现场设备做出控制指令，这已经不是什么新鲜的事。但在大多数的网络监控系统中，所有的设备均处于开启状态，随时传递传感数据以及接受监控中心的控制指令。虽然一定程度上造成了能源的浪费，这样的模式在有线的传感器网络中是可行的，但对于能量有限的无线传感器网络来说，这无疑加重了整个系统的能耗负担，缩短整个网络的寿命[1-3]。因此，对于一些实时性要求不高，监控缓变信号的系统来说，可以采取休眠-唤醒的机制来节省每一个节点的能耗，继而延长整个网络的工作周期。以下是超长线状传感网络的节点分布以及数据传输示意图[4-6]。

1 应用背景及设计构思

该设计的网关用于配合地下隧道内所组的传感器网络的工作。地下隧道传感器的布置通常被归类为超长线状的拓扑问题，如图1，通常将节点组成几个簇，每个簇中有簇头节点，负责搜集簇中节点的数据后，簇头节点通过单跳或者多跳的方式汇聚到网关，跳数取决于与网关的距离[7]。

整个网络监控的数据为倾角信号，属于缓变信号，不要求数据的实时性，这也为低功耗休眠机制创造了条件。远程唤醒的功能也将变得更有意义。

在整个监控网络中，一台装有网卡的电脑就能实现远程的监控，但成本也是需要考虑的问题，所以在本设计中，采用如图2的精简设计。……