無線傳感器網(wǎng)絡由部署在檢測區(qū)域內(nèi)的大量、廉價、微型、節(jié)能傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式自我形成網(wǎng)絡系統(tǒng)，其主要目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，接收命令并與控制中心交換有關現(xiàn)實世界的信息。如果說互聯(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，無線傳感器網(wǎng)絡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。
無線傳感器網(wǎng)絡被美國商業(yè)周刊列為21世紀最有影響的改變世界的十大技術之一，還被麻省理工學院(MIT)技術評論列為全球未來的三大高科技產(chǎn)業(yè);
和目前國內(nèi)已經(jīng)比較普及的802.15.4標準和ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡比較，WiFi /IEEE 802.11b/g網(wǎng)絡是更成熟的技術，在設備互操作上所具備明顯優(yōu)勢;這種基于IP的聯(lián)網(wǎng)技術能夠非常方便的實現(xiàn)和已經(jīng)安裝在企業(yè)和家庭中的網(wǎng)絡進行無縫連接,而且還應具有更好的安全性.
當WiFi /IEEE 802.11b/g 的無線網(wǎng)絡信號,在不遠的將來,像一片片”無線云彩”一樣覆蓋我們的每一個”無線城市”的上空和覆蓋我們每一個家庭,每一個商業(yè)樓宇上空的時候,下列的圖畫將變?yōu)楝F(xiàn)實:
從發(fā)展的眼光看, WiFi 無線傳感器傳感器網(wǎng)絡的應用領域包括各種無線傳感器，無線實時定位網(wǎng)絡，射頻識別(RFID) 網(wǎng)絡，數(shù)字家庭網(wǎng)絡，安全監(jiān)視網(wǎng)絡等等,具有非常廣闊的應用前景和商業(yè)前景;
二 選擇合適的無線WiFi SoC (單片機)
長期以來,雖然802.11標準已經(jīng)成為了全球無線網(wǎng)絡發(fā)展的主流方向之一,但是在很多人印象中, WiFi /IEEE 802.11b/g技術功耗比較高,只適用于電腦之間的無線連接和其他高速無線連接應用,其實,無線技術和SoC技術的演進,近年來,已經(jīng)出現(xiàn)了下面提到的多個適合于低功耗應用的WiFi 無線SoC芯片,我們只是需要對其進行選擇,就可以用于我們自己的WiFi 無線傳感器傳感器網(wǎng)絡設計;
G2 Microsystems 公司開發(fā)的 G2C501, 是一個推出較早的超低功耗IEEE 802.11 (Wi-Fi) 芯片 (SoC) , 見圖一所示, 該芯片內(nèi)部集成了802.11無線芯片和基帶芯片,包括了一個32位MCU和80KB SRAM+320KB ROM, 并且具有125K無線喚醒和支持ISO 24730-2 無線定位的硬件功能;
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硅谷的創(chuàng)新企業(yè)), 這個以兩個經(jīng)典ARM7微控制器器為內(nèi)核的32位“ARM射頻SoC (ARM無線片上系統(tǒng)), 將兩個ARM7 32位微處理器，384K閃存，224k SRAM多種外圍電路，A/D，RTC和802.11無線芯片等全部設計成一只非常小的QFN封裝微型單芯片中(102腳 10X10平方毫米大小)，實現(xiàn)了Wi-Fi系統(tǒng)的單片機化,無線化，微型化，使設計者可以采用GS1010單片機來設計微型遙控器，信用卡一樣薄的微型RFID電子標簽，能置入人體的微型傳感器等等電池供電產(chǎn)品和多種應用產(chǎn)品。
同時, 該芯片功耗非常低，GS1010能夠確保在一節(jié)AA電池供電下長達5～10年的使用時間(具體時間取決于不同應用中的喚醒間隔)。
以上兩種WI-FI無線芯片,各有千秋,針對不同的應用,有各自不同的技術特點,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)成一個完整的應用系統(tǒng),更像一個正真的單片機, 而且使用大家比較熟悉的ARM7結(jié)構(gòu),對很多已經(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發(fā)ARM單片機應用,容易入門開發(fā)等, 所以, 我們在下面的討論中,采用GS1010作為我們使用的無線SoC;
三/選擇合適的開發(fā)系統(tǒng)
由于GS1010無線WiFi SoC芯片,實際上也是一個典型的微控制器芯片,國內(nèi)也習慣稱為ARM單片機, 和其他ARM單片機開發(fā)一樣, 用戶需要設計自己的 WiFi應用產(chǎn)品,必然需要一套開發(fā)平臺來實現(xiàn)代碼編譯,下載,調(diào)試(DEBUG) 和測試等功能;
兩套開發(fā)系統(tǒng)各有技術特點, 適合于不同應用, 表一是兩套開發(fā)平臺主要技術參數(shù)比較表:
表一 : GS1010開發(fā)平臺主要參數(shù)比較
從上面比較我們可以看出,GS1010-SDK優(yōu)點是采用了GREEN HILLS的高檔開發(fā)環(huán)境和RTOS,比較適合歐美市場高端客戶,缺點是價格較高;
ARMRF-GS1010-PK ,采用了國內(nèi)比較熟悉的KEIL ARM 平臺和uCOS-II作為 RTOS, 并且開發(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,為開發(fā)GS1010和無線傳感器網(wǎng)絡,提供了新的選擇;
四/代碼開發(fā)和初步測試
對于熟悉ARM單片機開發(fā)的工程師而言,這是一個大家都非常熟悉的畫面,你可以從頂層開始,對相關ARM 源代碼進行修改,包括改變傳送間隔,增加傳感器類型,增加控制外設等等,58個簡單和容易使用的API包括了對網(wǎng)絡協(xié)議棧和WI-FI網(wǎng)絡傳輸?shù)娜靠刂乒δ?hellip;., 完成這些修改和增加代碼后,你可以輕松進行編譯,下載到多個開發(fā)板GS1010芯片 FLASH 內(nèi)部和進行調(diào)試,并實際運行….;
完成節(jié)點軟件初步測試后,你可以連接WI-FI AP ( wireless access point,)
五/WI-FI無線傳感器網(wǎng)絡開發(fā)并不那樣神秘和困難
從上面的簡單介紹來看,只要你已經(jīng)熟悉ARM單片機和KEIL開發(fā)環(huán)境和uCOS-II, 即使還對802.11無線傳感器網(wǎng)絡不是很熟悉,但是是借助完整的和強大的軟件開發(fā)平臺和容易使用的無線WiFi SoC芯片, WI-FI無線傳感器網(wǎng)絡開發(fā)并不那么神秘和困難。
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