一种传感器网络数据采集系统设计与实现

　　引言

随着嵌入式系统与通信技术的不断发展，各种嵌入式设备正在以不同形式改变着人们的日常生活，ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM（Asynchronous Resbonse Mode）异步响应方式异步响应方式ARM（Asynchronous Responses Mode）也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧

本设计在基于嵌入式Linux系统平台上。实现一个基于ARM、Linux平台的传感器网络系统，完成数据的采集、处理、通讯、存储、查询和图形显示功能。Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统的内核的名字也是“Linux”。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中着名的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds。

　　1 系统总体组成

本设计采用将数据采集节点作为客户端，将采集得来数据通过TCP／IP协议传输到网关节点，由网关服务器存储数据，并转发。

　　1.1 节点的硬件组成

考虑到各采集节点的完全独立性，前端设备采用嵌入式设计方法，其硬件组成结构。

传感器节点作为客户端负责对数据采集，并通过模数转化将数据传输给网关节点。网关节点接受到数据后存入数据库。通过CGI响应PC机上的查询、控制。

　　1.2 数据的预处理

节点数据的预处理，主要是检测采集的数据，对其进行合法过滤。按照既定协议，为数据分配数据头、间隔符、校验码，重新封装成数据流，采用TCP／IP协议，通过网络发送到主机。

　　1.3 数据的存储及传输

存储器系统负责系统的静态存储与动态存储。其中flash用于静态存储，SDRAM用于动态存储。flash又分为norflash和nandflash。no-rflash支持直接启动用于存储程序代码，nandflash用于存储数据信息。SDRAM存储器速度快，主要作为程序的运行空间。SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

　　2 系统的软件设计

系统的软件构成分为引导驱动程序、操作系统、文件系统和应用程序4部分，引导驱动程序在系统启动时进行内存重映射，将保存在Flash中的操作系统和应用程序重新映射到SDRAM中，为方便起见也可以配置好启动脚本。

　　3 节点配置

　　3.1 采集节点配置

（1）配置S3C2410开发板的NFS Root启动方式。先把rootfs／目录下的srv目录删除，再把采集端发布包中的srv与node两个目录都拷贝到rootfs目录下。

（2）以NFS方式启动S3C2410开发板，配置YAFFS文件系统。

（3）在配置YAFFS文件系统的过程中，在mount-t yaffs／dev／mtdblock3／mnt这一步之后，增加以下步骤：

cd／mnt

rm-r srv

cp-r／srv／node／mnt

然后继续继续完成剩下的yaffs文件系统的配置步骤，注意一定要

mount／mnt

（4）配置采集端启动脚本

vi／etc／init.d／rcS

　　在里面httpd-h／srv／www一句之前增加以下内容：

Ifconfig eth0 up

Ifconfig eth0 192.168.0.25（注意：这里192.168.0.25是采集端开发板IP，各采集端IP不同，而且需要都在同一个网段上，我们统一选择网段192.168.0.*）。

Ifconfig lo up

mknod／dev／adc_char c 240 0

cd／node

Insmod ado.ko

（5）重启S3C2410采集端开发板，进入vivi，配置paraset linux_cmd_line启动参数为从YAFFS启动。para save之后键入boot，启动开发板，把开发板接入网络中，从PC机上运行浏览器，在地址栏上输入http：／／192.168.0.25／，（注意，这里192.168.0.25是采集端IP地址，应根据实际IP地址输入），打开设置网关IP地址的网页，设置网关IP地址为192.168.0.100。

　　在采集端串口终端下执行如下内容：

#cd／node

#.／app

　3.2 网关节点配置

（1）配置S3C2A10开发板的NFS Root启动方式。先把rootfs／目录下的srv目录删除，再把采集端发布包中的www文件夹与app可执行文件拷贝到rootfs／srv／目录下和rootfs／srv／www 下。

（2）以NFS方式启动S3C2410开发板，配置YAFFS文件系统。

（3）在配置YAFFS文件系统的过程中，在mount-t ysffs／dev／mtdblock3／mnt这一步之后，增加以下步骤：

cd／mnt

rm-r srv

cp-r／srv／mnt

然后继续继续完成剩下的yaffs文件系统的配置步骤，注意一定要

umount／mnt

（4）配置采集端启动脚本

vi／etc／init.d／rcS

在里面httpd-h／srv／www一句之前增加以下内容：

Ifconfig eth0 up

Ifconfig eth0 192.168.0.100

Ifconfig lo up

（5）重启S3C2410采集端开发板，进入vivi，配置paraset linux_cmd_line启动参数为从YAFFS启动。para save之后键入boot，启动开发板，到／srv／www下执行app，把开发板接入网络中，从PC机上运行浏览器，在地址栏上输入http：／／192.168.0.100／，输入IP地址就可以找刭相应节点所采集到的数值。

　　4 总结

嵌入式Linux因其源码开放、内核稳定高效及支持多种体系结构等优点在嵌入式系统中应用广泛，本文在陆眦操作系统上，通过交叉编译环境编译后生成可执行代码，可以成功移植到目标平台上，经测试发现，本系统稳定，易维护。