网络与通信

文章编号:1008-0570(2011)03-0148-02

《微计算机信息》2011年第27卷第3期

基于无线传感器网络的嵌入式Web服务器研究与实现

TheResearchandImplementationofEmbeddedWebServerBasedonWirelessSensor

Networks

(1.山东建筑大学;2.山东省智能建筑技术重点实验室)

石风刚

1，2

段晨旭

1，2

肖现华

1，2

钱廷威

1，2

SHIFeng-gangDUANChen-xuXIAOXian-huaQianTing-wei

摘要:本文介绍了基于无线传感器网络的嵌入式Web服务器,阐述了系统设计的完整方案,详细介绍了嵌入式Web服务器的移植和动态网页交互的实现。整个系统是一个B/S结构,避免了客户端应用程序的再次开发,提高了系统开放性和跨平台能力。最后将整个设计应用到智能家居远程控制系统中,实验表明,该系统运行稳定、可靠,可广泛用于基于无线传感器网络的远程设备控制和数据采集。

关键词:嵌入式Web服务器;S3C2440;ZigBee;CGI中图分类号:TP393文献标识码:A

技术创新

Abstract:AnembeddedWebServerbasedonWirelessSensorNetworksisintroducedinthispaper.Completeprogramforthesystemiselaborated.ThetransplantofembeddedWebServerandrealizationofinteractivedynamicwebpagesisdiscussedindetail.TheB/Sstructureisusedinthewholesystem,whichavoidstheredevelopmentofclientapplicationsandimprovestheopennessandcross-platformcapabilityofthesystem.Finally,thedesignisappliedtotheSmartHomeremotecontrolsystem.Experimentsshowthatthesystemisstableandreliable,whichcanbewidelyusedindevicecontrolanddataacquisitionbasedonwirelesssensornetworks.Keywords:EmbeddedWebServer;S3C2440;ZigBee;CGI

试端口等构建成服务器硬件平台。其中网络接口采用DM9000网卡芯片,DM9000是一款10/100Mb/s自适应、完全综合的、成本较低的单一快速以太网控制器芯片,其寄存器操作简单,有成熟的Linux驱动程序支持。服务器通过串口与协调器进行数据交互。硬件结构框图如图1所示。

引言

无线传感器网络(WSN)是由大量的无线传感器节点通过自组织多跳的方式构成的网络,能够实现数据采集、信息处理、无线通信以及协同工作的功能,是目前通信领域的一个研究热点。ZigBee技术作为最近发展起来的一种近距离无线通讯技术,被

传感器网络、家庭监控、业界认为是最有可能应用在工业监控、

安全系统等领域的无线传感器网络技术之一。无线传感器网络的组成设备是典型的嵌入式系统应用,嵌入式系统与Internet技术相结合,形成的嵌入式Internet技术是近几年随着计算机网络技术的普及而发展起来的一项新兴术。通过在硬件中移植嵌入式Web服务器,嵌入式系统接入Internet后,可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方,可广泛应用于工业监测与控制、环境监测、智能家居等领域。

本设计中,智能家居设备节点采用无线通讯方式,组成一个无线传感器网络,采用ZigBee通信协议。服务器设备采用ARM芯片和CC2430射频模块,移植嵌入式Linux系统、TCP/IP协议和嵌入式Web服务器,实现对智能家居设备的远程监控。

图1服务器硬件结构框图

1系统硬件方案设计

1.1嵌入式Web服务器的处理器及外设

处理器采用三星公司的ARM9处理器S3C2440。通过外扩存储器SDRAM和NANDFLASH、以太网接口、串口、JTAG调

石风刚:硕士研究生

基金项目:基金申请人:段晨旭;项目名称:基于WSN的路由机制及网络预付费安全管理模式的研究;基金颁发部门:山东省自然科学基金委(2009ZRB019SJ)

图2协调器在整个系统中的位置

1.2ZigBee网络协调器

协调器是服务器和底层设备的中间桥梁,负责指令的分发和数据的收集。协调器由全功能设备RF收发模块CC2430构成。CC2430已经固化了ZigBee的MAC层和PHY层,满足以ZigBee为基础的2.4GHzISM波段应用对低成本和低功耗的要求,只需简单的设备就可以构成协调器。协调器运行着ZigBee协议栈,时刻查询串口数据缓冲区,接收服务器发送的指令,然后将按照路由机制分发指令,完成ZigBee网络子节点设备的控制