海洋平台振动监测传感器网络系统的网关设计.pdfVIP

2013年7月 西安石油大学学报(自然科学版) Ju1．2013 第28卷第4期 JoumalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition) Vol_28No．4 文章编号：1673-064X(2013)04-0086-04 海洋平台振动监测传感器网络系统的网关设计 吉玲峰 (河南省新乡职业技术学院 电子信息系，河南新乡453000) 摘要：以海洋平台结构振动监控网络为背景，详细分析了WIA—PA标准无线网络的网络结构，设计了 以CC2530为核心以STM32F107为主控制器的网关设备．介绍了网关的主要电路设计并简要分析了 软件部分．实验表明该设计具有稳定性、可靠性、实时性，满足结构振动监测传感器网络对数据透明传 输的要求． 关键词：工业无线通信规范；传感器网络；网关；STM32F107 中图分类号：TE58；TN92 文献标识码 ：A 近年来随着我国海上石油资源开发力度的加大， 海洋平台结构的安全性受到了广泛的关注．海洋平台 1 WIA—PA网络技术 是海上石油开采的重要基础设施，是开采人员海上作 井下的瓦斯监测网络采用星型一Mesh2层网络 业和生活的基地．但是海洋平台在运行的过程中受到 拓扑结构，如图1所示．第一层是Mesh结构，由网关 海洋冲击、泥沙冲刷、腐蚀等的影响，其安全性能会降 设备和路由设备构成．第二层是星型结构，由负责对 低．因此，对海洋平台结构安全性、可靠性的监测十分 结构加速度进行采集的传感器节点构成．网关处于网 重要．物联网技术的迅速发展为海洋平台安全监测带 络中的关键位置，不仅负责协同各个传感器节点的信 来了机遇．基于无线传感器网络的物联网技术可以用 息收发和数据处理，而且还负责整个无线传感器网络 于海洋平台结构振动监测系统．无线传感器网络标准 管理工作 ． 中，我国已有 自主知识产权 的WIA—PA(Wireless networksforIndustrialAutomation)标准，其特点是低 复杂度、低功耗、低数据传输率．网关是无线传感器网 络中的—个关键设备，它不仅对整个网络资源、数据 进行管理，而且还负责协议转换以及WIA—PA与工 业控制网络的连接 ¨引．WIA—PA是基于 IEEE802． 15．4标准，主要在过程测量、监测与控制中应用的无 线传感器网络系统，具有扩频通信、多跳通信、Mesh 等技术，抗干扰能力强，具有易扩展性，适合在环境复 杂的海洋平台结构振动监测中应用．本文设计了一种 基于WIA—PA技术的无线传感器网络网关设备． 图1 WIA—PA工业无线网络系统结构图 Fig．1 FunctionalstructureofWIA·PA industrial wirelessnetworksystem 收稿 日期：2013-03-02 作者简介：吉玲峰(1971-)，男，讲师，主要从事无线传感器网络研究．Em·ail：jilingfeng@163．com 吉玲峰：海洋平台振动监测传感器网络系统的网关设计 一 87— 可以有效地实现CAN