[實用新型]一種基于WSN與GPRS的無線網關

有效

• 申請號: 201020580385.0
• 申請日: 2010-10-26
• 公開（公告）號: CN201821513U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 袁雅;王劍;趙波;郗偉超
• 申請（專利權）人: 西安元智系統技術有限責任公司
• 主分類號: H04W88/16
• 分類號: H04W88/16
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及一種無線網關，尤其是涉及一種基于WSN與GPRS的無線網關。

背景技術

無線傳感器網絡(英文Wireless?Sensor?Network的簡稱，WSN)由部署在監測區域內大量廉價的微型傳感器節點組成，多個微型傳感器節點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者，因而傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。而GPRS(英文General?Packet?Radio?Service，通用分組無線服務技術的簡稱)是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。GPRS可說是GSM的延續，GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同，是以封包(Packet)式來傳輸數據，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。實際使用過程中，GPRS的傳輸速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。

現如今，市面上所出現的無線網關主要包括基于WSN+以太網接口的無線網關和基于WSN+串口的無線網關兩種。實際使用過程中，前者主要存在以下缺陷和不足：①如果把網關放到現場：因為網關的接線是有線的，所以現場布網線不方便，并增加了施工的難度，降低了系統的可操作性和可維護性。例如對于水文監測、污水處理監測、文物保護、電網監測、氣象監測等來說，由于以上監測的特點是監測點分布范圍很廣、控制及監測點分散等，因而用敖設管線的方法難以連接，則需使用的網線很長，不僅增加成本，而且也影響美觀。②如果把網關放到機房：監測區域遠離網關，這時就需要很多中繼一步步把數據傳回到網關。由于加入很多中繼而導致數據的跳數大大增加，則造成數據鏈路不穩定，且容易丟數據，這樣就會使數據鏈路變得復雜，不好施工和維護，同時也增加了系統功耗和成本。另外，如果每個中繼節點使用電池供電就會經常沒電，這就需要頻繁的充電，這樣一來系統的可操作性、實用性就明顯降低；此外電池充電次數是有限的，壽命到了就得扔掉，則會污染環境并且不環保。后者存在以下缺陷和不足：限制了使用者必須近距離監測數據，而不能遠程監測數據，數據還必須用中繼傳回來，這樣就如同前者的缺點②相同。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于WSN與GPRS的無線網關，其結構簡單、電路接線方便、使用操作簡便且具有多種通訊模式、操作方式靈活、工作性能穩定可靠，能有效解決現有無線網關所存在的接線復雜、施工難度較大、數據鏈路復雜且不穩定等多種缺陷和不足。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種基于WSN與GPRS的無線網關，其特征在于：包括微處理器、晶振電路、射頻單元、將微處理器接入互聯網的GPRS模塊、安裝在GPRS模塊上且與GPRS模塊相接的GPRS天線和為各用電單元進行供電的電源模塊，所述晶振電路、射頻單元和GPRS模塊均與微處理器相接，電源模塊分別與微處理器和射頻單元相接，微處理器通過射頻單元與無線傳感器網絡中的無線傳感器節點和/或中繼節點進行雙向通訊，所述微處理器通過GPRS模塊和GPRS天線與上位監控機進行雙向通信。

上述一種基于WSN與GPRS的無線網關，其特征是：還包括與微處理器相接的以太網通訊模塊，所述微處理器上對應設置有用于接入以太網通訊模塊的以太網接口。

上述一種基于WSN與GPRS的無線網關，其特征是：所述GPRS模塊與微處理器之間通過串行接口進行雙向通信，所述以太網接口和所述串行接口均為UART接口。

上述一種基于WSN與GPRS的無線網關，其特征是：所述射頻單元包括無線射頻模塊、與所述無線射頻模塊相接的PCB天線和與所述PCB天線相接的SMA天線，所述無線射頻模塊為CC1100無線通訊芯片。

上述一種基于WSN與GPRS的無線網關，其特征是：所述CC1100無線通訊芯片與微處理器之間通過SPI接口進行連接。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、設計合理、成本低且安裝布設方便，結構簡單且外形美觀。。

2、電路簡單且接線方便。

3、使用操作簡單，操作方式靈活且智能化程度高。

4、功耗低且使用效果好，施工方便，采用GPRS通信手段，大大降低了施工難度，提高了系統的可操作性和可維護性。比起傳統的現場布線技術，克服了布線的弊端，對于無線現場布線技術，具有更好的通信安全性、低功耗和更高的可靠性。