無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量、廉價(jià)、微型、節(jié)能傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式自我形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其主要目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，接收命令并與控制中心交換有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的信息。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了邏輯上的信息世界，改變了人與人之間的溝通方式，那么，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被美國(guó)商業(yè)周刊列為21世紀(jì)最有影響的改變世界的十大技術(shù)之一，還被麻省理工學(xué)院(MIT)技術(shù)評(píng)論列為全球未來(lái)的三大高科技產(chǎn)業(yè);
和目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)比較普及的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)比較，WiFi /IEEE 802.11b/g網(wǎng)絡(luò)是更成熟的技術(shù)，在設(shè)備互操作上所具備明顯優(yōu)勢(shì);這種基于IP的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠非常方便的實(shí)現(xiàn)和已經(jīng)安裝在企業(yè)和家庭中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫連接,而且還應(yīng)具有更好的安全性.
當(dāng)WiFi /IEEE 802.11b/g 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào),在不遠(yuǎn)的將來(lái),像一片片”無(wú)線云彩”一樣覆蓋我們的每一個(gè)”無(wú)線城市”的上空和覆蓋我們每一個(gè)家庭,每一個(gè)商業(yè)樓宇上空的時(shí)候,下列的圖畫(huà)將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí):
從發(fā)展的眼光看, WiFi 無(wú)線傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域包括各種無(wú)線傳感器，無(wú)線實(shí)時(shí)定位網(wǎng)絡(luò)，射頻識(shí)別(RFID) 網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等等,具有非常廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)前景;
二 選擇合適的無(wú)線WiFi SoC (單片機(jī))
長(zhǎng)期以來(lái),雖然802.11標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為了全球無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流方向之一,但是在很多人印象中, WiFi /IEEE 802.11b/g技術(shù)功耗比較高,只適用于電腦之間的無(wú)線連接和其他高速無(wú)線連接應(yīng)用,其實(shí),無(wú)線技術(shù)和SoC技術(shù)的演進(jìn),近年來(lái),已經(jīng)出現(xiàn)了下面提到的多個(gè)適合于低功耗應(yīng)用的WiFi 無(wú)線SoC芯片,我們只是需要對(duì)其進(jìn)行選擇,就可以用于我們自己的WiFi 無(wú)線傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì);
G2 Microsystems 公司開(kāi)發(fā)的 G2C501, 是一個(gè)推出較早的超低功耗IEEE 802.11 (Wi-Fi) 芯片 (SoC) , 見(jiàn)圖一所示, 該芯片內(nèi)部集成了802.11無(wú)線芯片和基帶芯片,包括了一個(gè)32位MCU和80KB SRAM+320KB ROM, 并且具有125K無(wú)線喚醒和支持ISO 24730-2 無(wú)線定位的硬件功能;
GainSpan公司最近推出WiFi 芯片GS1010,(該公司是芯片巨人英特爾投資支持的美國(guó)硅谷的創(chuàng)新企業(yè)), 這個(gè)以兩個(gè)經(jīng)典ARM7微控制器器為內(nèi)核的32位“ARM射頻SoC (ARM無(wú)線片上系統(tǒng)), 將兩個(gè)ARM7 32位微處理器，384K閃存，224k SRAM多種外圍電路，A/D，RTC和802.11無(wú)線芯片等全部設(shè)計(jì)成一只非常小的QFN封裝微型單芯片中(102腳 10X10平方毫米大小)，實(shí)現(xiàn)了Wi-Fi系統(tǒng)的單片機(jī)化,無(wú)線化，微型化，使設(shè)計(jì)者可以采用GS1010單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)微型遙控器，信用卡一樣薄的微型RFID電子標(biāo)簽，能置入人體的微型傳感器等等電池供電產(chǎn)品和多種應(yīng)用產(chǎn)品。
同時(shí), 該芯片功耗非常低，GS1010能夠確保在一節(jié)AA電池供電下長(zhǎng)達(dá)5～10年的使用時(shí)間(具體時(shí)間取決于不同應(yīng)用中的喚醒間隔)。
以上兩種WI-FI無(wú)線芯片,各有千秋,針對(duì)不同的應(yīng)用,有各自不同的技術(shù)特點(diǎn),但是GS1010由于內(nèi)置384K FLASH ,所以不需要任何外部芯片,就可以構(gòu)成一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng),更像一個(gè)正真的單片機(jī), 而且使用大家比較熟悉的ARM7結(jié)構(gòu),對(duì)很多已經(jīng)熟悉ARM編程的工程師而言,上手比較容易,可以比較方便的象開(kāi)發(fā)ARM單片機(jī)應(yīng)用,容易入門開(kāi)發(fā)等, 所以, 我們?cè)谙旅娴挠懻撝?采用GS1010作為我們使用的無(wú)線SoC;
三/選擇合適的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
由于GS1010無(wú)線WiFi SoC芯片,實(shí)際上也是一個(gè)典型的微控制器芯片,國(guó)內(nèi)也習(xí)慣稱為ARM單片機(jī), 和其他ARM單片機(jī)開(kāi)發(fā)一樣, 用戶需要設(shè)計(jì)自己的 WiFi應(yīng)用產(chǎn)品,必然需要一套開(kāi)發(fā)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)代碼編譯,下載,調(diào)試(DEBUG) 和測(cè)試等功能;
兩套開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各有技術(shù)特點(diǎn), 適合于不同應(yīng)用, 表一是兩套開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)比較表:
表一 : GS1010開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要參數(shù)比較
從上面比較我們可以看出,GS1010-SDK優(yōu)點(diǎn)是采用了GREEN HILLS的高檔開(kāi)發(fā)環(huán)境和RTOS,比較適合歐美市場(chǎng)高端客戶,缺點(diǎn)是價(jià)格較高;
ARMRF-GS1010-PK ,采用了國(guó)內(nèi)比較熟悉的KEIL ARM 平臺(tái)和uCOS-II作為 RTOS, 并且開(kāi)發(fā)了中文圖形顯示等功能, 也在功能和代碼上,兼容GS1010-SDK主要代碼,為開(kāi)發(fā)GS1010和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),提供了新的選擇;
四/代碼開(kāi)發(fā)和初步測(cè)試
對(duì)于熟悉ARM單片機(jī)開(kāi)發(fā)的工程師而言,這是一個(gè)大家都非常熟悉的畫(huà)面,你可以從頂層開(kāi)始,對(duì)相關(guān)ARM 源代碼進(jìn)行修改,包括改變傳送間隔,增加傳感器類型,增加控制外設(shè)等等,58個(gè)簡(jiǎn)單和容易使用的API包括了對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和WI-FI網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜靠刂乒δ?hellip;., 完成這些修改和增加代碼后,你可以輕松進(jìn)行編譯,下載到多個(gè)開(kāi)發(fā)板GS1010芯片 FLASH 內(nèi)部和進(jìn)行調(diào)試,并實(shí)際運(yùn)行….;
完成節(jié)點(diǎn)軟件初步測(cè)試后,你可以連接WI-FI AP ( wireless access point,)
五/WI-FI無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)并不那樣神秘和困難
從上面的簡(jiǎn)單介紹來(lái)看,只要你已經(jīng)熟悉ARM單片機(jī)和KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境和uCOS-II, 即使還對(duì)802.11無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不是很熟悉,但是是借助完整的和強(qiáng)大的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和容易使用的無(wú)線WiFi SoC芯片, WI-FI無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)并不那么神秘和困難。
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