(2)終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)

傳感器節(jié)點(diǎn)是組成傳感網(wǎng)的最基本單元，主要有射頻通信模塊和傳感器數(shù)據(jù)采集模塊組成。終端

節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)的硬件一樣，不同之處主要表現(xiàn)在軟件上。

終端節(jié)點(diǎn)硬件圖如圖3 所示。根據(jù)CC2430 的特點(diǎn)，它是一款集Zigbee 協(xié)議棧、RF 射頻模塊以

及增強(qiáng)型51 核于一身的SOPC，可以滿足對(duì)數(shù)字或模擬傳感器模塊收集的數(shù)據(jù)處理及在WSN 中的通傳輸任務(wù)。

圖3 終端節(jié)點(diǎn)硬件框

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件分為運(yùn)行于ARM 上的服務(wù)網(wǎng)關(guān)軟件和運(yùn)行于CC2430 模塊上的WSN 網(wǎng)關(guān)軟件?？紤]到服務(wù)網(wǎng)關(guān)軟件的總體設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度以及層次性模塊化的設(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)采用嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-II 作為系統(tǒng)資源的管理，對(duì)系統(tǒng)功能任務(wù)化。服務(wù)網(wǎng)關(guān)軟件總體設(shè)計(jì)框圖如圖4 所示。

圖4 服務(wù)網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)框

3.1 服務(wù)網(wǎng)關(guān)軟件層次結(jié)構(gòu)

服務(wù)網(wǎng)關(guān)軟件層次結(jié)構(gòu)分為：底層驅(qū)動(dòng)層，系統(tǒng)層，應(yīng)用層。

(1)底層驅(qū)動(dòng)層

底層驅(qū)動(dòng)層包括FWLib 和BSP。FWLib 是ST公司為了對(duì)其ARM 的支持而推出的驅(qū)動(dòng)支持軟件，

提供系統(tǒng)初始化函數(shù)，對(duì)中斷和操作系統(tǒng)的支持，存儲(chǔ)器分配以及所有片內(nèi)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，從而方便軟件的開(kāi)發(fā)。此外，用戶還應(yīng)開(kāi)發(fā)針對(duì)應(yīng)用的板級(jí)支持包(BSP)，在本系統(tǒng)中BSP 的內(nèi)容主要是應(yīng)用開(kāi)發(fā)板相關(guān)的硬件驅(qū)動(dòng)。

(2)系統(tǒng)層

系統(tǒng)層包括了操作系統(tǒng)和中間件軟件LwIP，操作系統(tǒng)是對(duì)軟硬件資源的管理，其他各部分軟件都

要以操作系統(tǒng)為中心。操作系統(tǒng)移植的過(guò)程中，主要任務(wù)是改寫(xiě)針對(duì)處理器和編譯器相關(guān)的部分，向上為應(yīng)用任務(wù)提供支持，向下連接驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的操作[4]。LwIP 是一個(gè)針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的TCP/IP 協(xié)議棧，本程序包含其基本功能：TCP、IP、UDP、ICMP。LwIP 的操作系統(tǒng)模擬層提供了向操作系統(tǒng)移植的方便，因其包括了任務(wù)間通信的機(jī)制：信號(hào)量、消息郵箱。

(3)應(yīng)用層

本設(shè)計(jì)根據(jù)模塊化和功能獨(dú)立性原則，將所有的應(yīng)用程序分成7 個(gè)應(yīng)用任務(wù)，分別是引領(lǐng)全局的

根任務(wù)，與輸入輸出有關(guān)的按鍵任務(wù)和LCD 顯示任務(wù)，與嵌入式WEB 相關(guān)的TCP 發(fā)送任務(wù)和TCP 超時(shí)重傳任務(wù)，與WSN 協(xié)調(diào)器相關(guān)的串口數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)和Zigbee 控制命令任務(wù)。