基于ZigBee的大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收終端研究

由于接收終端要完成信息接收、信息顯示、信息存儲(chǔ)、信息查詢，需要支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的要求較高，本設(shè)計(jì)選擇Samsung公司的S3C2410嵌入式處理器作為核心處理器。
ZigBee模塊選用CC2430模塊。CC2430是TI公司生產(chǎn)的符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器，工作在2．4 GHz，采用直接序列擴(kuò)頻方式，數(shù)據(jù)傳輸率最高250 Kb／s，供電電壓為3．6 V，可方便移植Z-Stack協(xié)議棧。
存儲(chǔ)單元包括兩片16位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM存儲(chǔ)器和FLASH存儲(chǔ)器。FLASH存儲(chǔ)包括32 MB的NOR FLASH存儲(chǔ)器和8 MB的NAND FLASH存儲(chǔ)器，NOR FLASH支持程序芯片內(nèi)執(zhí)行，大大提高了程序執(zhí)行速度，用于存放啟動(dòng)代碼Bootloader，Linux內(nèi)核映象等。
NAND FLASH能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，價(jià)格低廉，寫(xiě)入和擦除的速度也很快。用來(lái)存放Linux文件系統(tǒng)和用戶程序。
LCD顯示器負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，USB存儲(chǔ)單元用來(lái)存儲(chǔ)接收到的大壩工作狀況參數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)人員可以通過(guò)對(duì)接收到的大量歷史數(shù)據(jù)查詢和分析，為后期的工作決策提供參考。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的軟件框架主要基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，包括嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader，Linux系統(tǒng)內(nèi)核，文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序。Bootloader主要完成初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖的任務(wù)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。本方案選用較為成熟的U-boot作為Bootloader。它操作簡(jiǎn)便，同時(shí)提供了完備的命令體系，支持S3C2410處理器。Linux系統(tǒng)內(nèi)核分為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，網(wǎng)絡(luò)堆棧，內(nèi)存管理，進(jìn)程管理，虛擬文件系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用接口。文件系統(tǒng)分為系統(tǒng)文件系統(tǒng)，用戶文件系統(tǒng)。接收終端的應(yīng)用程序根據(jù)需求分為數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)三個(gè)模塊。整個(gè)軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4．1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)
嵌入式Linux(Embedded Linux)是指對(duì)Linux經(jīng)過(guò)裁剪小型化后，可固化在存儲(chǔ)器或單片機(jī)中，應(yīng)用于特定嵌入式場(chǎng)合的專(zhuān)用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)和研究已經(jīng)成為目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。與其他嵌入式操作系統(tǒng)相比，Linux的特點(diǎn)如表1所示。