无线传感网络与以太网间转换的数据传输设备

王嵩

摘要：提出了无线传感网络与以太网之间进行转换的数据传输设备，通过将物联设备与互联网间的连接，解决传统物联网系统通信难的问题，进一步实现无线和有线数据之间与互联网服务端的通信，解决了无线数据与互联网的传递问题。

关键词：无线传感网  数据传输设备  以太网

1 概述

在物联网快速发展的今天，物联网在很多方面已经深入到我们平常人的生活中，但是由于物联网目前的通用标准还是很少，导致各个物联网之间无法相互通信，成为一个个孤岛。目前来说，物联网在很多生活应用中还是属于局域网，不方便用户的使用。

本文提出了一种无线传感网络与以太网间进行转换的数据传输设备，用以实现无线和有线数据之间与互联网服务端的通信。但是，由于目前互联网的覆盖范围最为广阔，通过将一个个物联网设备接入到互联网中解决了各个物联网系统通信难的问题，易于用户的使用。

2 系统结构

本文提出的无线传感网络转以太网的数据传输设备，该数据传输设备本身自带相应的设备ID号，用于接收对应无线设备发送出来的数据。接收到的无线数据则主要由数据处理模块发送到通信模块以及串口转以太网模块。通过拨码开关的选择，设备也可以变身有线数传模块，实现数据上传方式的多样化，使得设备的应用方式更加的灵活。

为了实现物联网设备与互联网的连接，解决目前各个物联网系统的相互通信问题，本文提出了无线传感网络与以太网间的数据转换设备，主要包括电源模块、数据处理模块、无线通信模块、数据存储模块、串口转以太网模块以及232、485通信模块等六部分，具体如图1所示。

■

图1  结构示意图

电源模块（1），用于将外部的输入电压转化成系统各个模块工作所需的电压值。电源端口采用两种接入方式：HT3.96接口和DC-005插口，方便了用户的选择。整个电源模块（1）采用防反接设计，防止了因用户反接外部电源导致整个设备的损坏。

无线通信模块（3），主要用于数传设备收发无线数据，实现数传设备和外部无线设备的数据通信。无线通信模块（3）采用433MHZ的低频的免费频段，具有穿透能力强、稳定性好、功耗低的特点。数据处理模块（2）通过相应的接口与无线通信模块（3）相连，无线通信模块（3）作为整个设备与外界无线通信的端口。

数据处理模块（2），主要用于处理协调各个模块的工作以及各个模块之间的数据通信。数据处理模块（2）采用增强性的51单片机，系统刚上电时，数据处理模块（2）开始逐个初始化各个模块，并且从数据存储模块（4）读取系统设定的参数值。系统运行后，数据处理模块（2）主要负责各个模块之间的数据传递的工作。

数据存储模块（4），主要用于存储系统预先设置好的参数值。数据存储模块（4）中存储着系统设置参数，在系统上电时，数据处理模块（2）开始读取在数据存储模块（4）中系统设定参数，当设备的配置被改变时，新的参数则会被保存到数据存储模块（4）。

串口转以太网模块（5），主要用于将数据处理模块（2）传送来的数据转化成网口输出信号。串口转以太网模块（5）使用简单、方便，用户只需用网线即可对网关模块进行配置，让数据发送到用户设定的目标去。

232、485通信模块（6），主要用于数传模块与外界的有线通信。232、485通信模块（6）主要用来传送数传设备对外传送数据帧和整个设备的有线配置。本设备的配置主要由电脑端的配置软件和232、485通信方式完成。

3 系统运行过程

本文研究一种无线传感网络转以太网的数据传输设备。系统的运行流程如图2所示：系统上电（1）时，设备开始初始化各个模块（2），包括：232、485通信模块、存储模块、无线模块、串口网络模块;完成一系列的初始化后，设备读取存取在数据存储模块中的设备ID号（3）;读取设备的ID号用于接收对应本ID号的无线数据，读取完ID号后，单片机系统打开外部中断和串口中断（4）。系统开始循环的检测系统是否存在中断，系统的中断方式分为两种：外部中断（8）和串口中断（7）;系统中断后将对应中断发送过来的数据传输给信息处理模块（9），信息处理模块（9）依据数据流向方式;其中串口中断则代表数据由串口流向无线，数据由无线发出，相反如果外部中断代表无线流向串口，数据由串口发出。

4 结语

本文提出了无线传感网络与以太网之间进行转换的数据传输设备，该设备主要用于无线设备与互联网的数据通信。整个数据传输设备包括电源模块、无线通信模块、数据处理模块、数据存储模块以及串口转以太网模块和232、485通信模块等部分，该设备解决了无线数据与互联网的传递问题。

参考文献：

[1]霍宏伟，张宏科，牛延超，等.一种无线传感器网络与以太网间的接入系统研究[J].北京交通大学学报（自然科学版），2006，30（5）：

45-50.

[2]郭培.无线传感器网络以太网接入网关的研究与实现[D].北京交通大学，2007.

[3]陈格非.无线传感器网络网关系统的研究[D].南开大学，

2009.

[4]Dolzhenko V，Klimenko S，Leonov A，等.连接无线传感器网络与以太网[J].国内外机电一体化技术，2008（5）.