设计了一种基于无线传感器网络的农地监控系统网关。过将Linux操作系统用作以PXA270为核心的硬件平台上的应用程序的操作环境，可以实现农业用地信息的收集，传输和处理功能。过在综合网关之间建立ad hoc网络，实现了网关之间农用地监测信息的多跳传输功能，为农用地远程监测提供了可靠的解决方案。线传感器网络是继计算机和互联网之后的全球信息产业的第三次浪潮，并已成为全球经济和技术发展新周期的战略中心。着更多的研究，无线传感器网络将逐渐融入日常生活和社交活动的各个领域。此，无线传感器网络技术在农用土地监测中的应用在促进农业企业现代化方面具有重要作用。成网关的开发是整个农用土地监控系统建设中的关键步骤，这直接影响监控系统的性能。关类似于转换器，具有效率高，实时响应，可靠性高，功耗低，抗干扰能力强等特点。时，它具有良好的通用性。于农业土地监控系统，它是连接无线传感器网络和Internet的桥梁。管当前的IP网关协议具有使用寿命长，稳定性好和可扩展性高的优点，但它已不能满足集成电路芯片小型化的传输要求，低功耗，低吞吐量和高带宽使用率。此，开发一种能够满足检测系统要求并适用于农业用地监控的低能耗网关是亟待解决的问题[1，2]。
于无线传感器网络的农地监控系统主要由无线传感器网络，网关和信息显示平台组成。
线传感器网络是由多个传感器节点组成的一个或多个无线网络，这些传感器节点能够通过网络协议（例如Zigbee和Tinyos）收集农田监控项。息显示平台是可以直接向用户提供监视区域数据的应用系统。关充当信息显示平台和无线传感器网络之间的桥梁，从而允许各种异构无线传感器网络直接与无线显示平台进行交互。息。个监视区域将具有一个与外部设备通信的聚合节点，如果无线传感器网络采用星型或网状拓扑，则该聚合节点将聚合整个监视区域中的数据并将其传输到通过串行端口和每个网关的相应网关。过Ad Hoc网络相互连接。关通过3G网络直接与农地观测中心的信息显示平台进行通信。网络基础架构允许的情况下，还可以通过以太网或WIFI连接观察中心。测中心获取相应的农地监测数据并将其显示在网络上，以便用户可以通过PC，移动电话或其他便携式移动设备轻松浏览监测区域的信息。1是农业用地监测系统的总体结构[3-5]。关系统的硬件模块如图2所示。主要由处理器，存储器，无线射频收发器模块，无线网卡模块， ”电源模块，JTAG模块，串行端口模块，USB模块和以太网接口模块。ARM处理器采用PXA270处理器，它是Intel开发的片上系统微处理器。结合了Intel XScale技术，并具有动态电压调整，动态频率调整和高级电源管理功能。
体型号使用FW（NH）PXA270C5C520，主频率为520 MHz。储模块主要由闪存和存储模块组成。FLASH使用三星的K9F1208UDM NAND FASH，SDRAM存储器部分使用Hynix Semiconductor的HY57V561620芯片。太网接口模块使用SMSC LAN91C111 / LAN91C113的10M / 100M以太网芯片，主要负责目标计算机从主机下载应用程序。行端口模块用于连接RF收发器模块。JTAG模块主要由用户用来调试JTAG。USB模块用于连接USB设备并下载Linux内核和其他功能。线网关模块使用WIFI型号gspi8686无线网卡，该网卡主要负责在网关卡之间建立ad hoc网络，以便将传感器收集的数据传输到服务器。跳远程。
频无线模块采用TI的CC2430主板。
主板主要由CC2430芯片和集成在8051单片机和射频模块中的天线组成。CC2430中包含的8051微控制器具有高性能和低功耗的特点。还具有128 KB的可编程闪存和8 KB的RAM，并集成了符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz射频无线电收发器，并提供出色的无线接收。敏度高，抗干扰能力强。Linux操作系统是开放源代码，可以切割内核，并且可以在各种硬件平台（如Motorola，NEC，ARM等）上稳定高效地工作。具有强大的网络和出色的文件系统支持功能的优点。果，系统选择Linux操作系统，根据特定应用程序进行剪切和交叉编译，然后形成一个ARM可执行文件，该文件可使用串行和网络端口下载到FLASH。构建适用于网关的Linux操作系统，必须移植引导加载程序，切割内核并创建文件系统。有在建立了操作系统平台之后，应用程序才能在该操作系统平台上运行，以完成整个网关的主要工作。应用程序在具有Linux操作系统版本的虚拟机上开发，并且该应用程序由交叉编译器编译以生成适合在目标计算机上执行的程序。后，通过NFS服务下载应用程序。Bootloader是第一个在系统启动时运行的软件，并且高度依赖网关卡。导加载程序完成对底层硬件的初始化后，将直接进入与硬件体系结构无关的start_kernel（）函数。函数将初始化高级内核函数，安装根文件系统，并启动初始化过程。
核是操作系统的核心组件。用内核的目的是希望对硬件进行统一管理，并为用户软件提供高级抽象层。其他类似Unix的内核一样，Linux驱动外围设备，管理I / O访问，调度进程，共享存储空间，管理信号分配以及处理其他管理任务。件系统是指物理设备上的任何文件和目录组织，它构成Linux系统上所有数据的基础。关选择JFFS2作为文件系统。Linux中，通常有两种设计和使用设备驱动程序的方法。种是在编译内核时直接编译设备驱动程序，另一种是将其作为模块动态插入到内核中。计使用第二种方法。关是针对应用场合和特定用户的，因此它采用C / S结构来设计和开发应用程序。务器与客户端建立通信后，服务器首先向客户端发送服务请求，客户端接收到请求命令后，立即将请求响应报文发送回服务器。
收到响应数据包并分析正确的内容，它将请求发送给客户端。端发送数据请求命令，客户端接收到数据请求命令后分析命令包，并分析是实时数据请求还是数据请求根据数据包的分析内容记录日志。果是历史数据请求，则客户端将直接提取数据库中收集的信息并将其发送到服务器；如果是实时数据请求，恒温阀芯则客户端将实时从无线传感器网络中的协调器接收数据并发送接收到的数据。据发送到服务器。个工作流程如图3所示。据库使用由程序直接控制的SQLite数据库。SQLite是一个轻量级数据库，其设计目标主要是针对嵌入式系统。占用很少的资源，通常只需要数百KB的内存。可能很好地支持Linux操作系统。管SQLite很小，但受支持的SQL语句将不逊于其他开源数据库。SQLite不仅支持命令模式来操作数据库，而且还提供了丰富的API接口功能来进行数据库管理，包括数据库创建，删除数据库，表创建，表删除，数据插入，数据删除，数据搜索等。关中数据接收程序的主要任务是将协调器下载的数据存储在数据库中。据接收程序的流程如图4所示。主要包括串行端口参数的配置，串行端口接收线程的建立和串行端口发送线程的建立。口参数的配置主要包括波特率，奇偶校验位和停止位的设置。行端口数据接收线程负责将协调器下载的数据存储在串行端口缓冲区中，而主串行线程则负责分析缓冲区数据并将其存储在数据库中数据。关使用可靠的，面向连接的TCP协议网络编程。序的工作流程如图5所示。ocket（）函数用于创建Socket； Bind（）函数用于将Socket寻址结构绑定到其已建立的Socket，这样，当数据包到达时，Linux内核会以其Socket限制将数据包给予管理； Listen（）函数用于监视和等待客户端的连接请求； Connect（）函数是客户端使用的函数，当客户端建立套接字时，它将调用此函数来请求与服务器的连接；读取（）和写入（）函数用于读取和写入数据。此网关中，客户端的read（）函数一方面从串行端口接收数据，以从服务器提供实时数据请求功能，另一方面从数据库接收信息。成历史数据查询功能。Ad Hoc网络是一种新的计算机网络，其特殊性为其带来了广阔的发展前景。种类型的无线移动网络不依赖于固定网络安装。有限的无线通信带宽和主机能量的情况下，它可以通过系统主机自由连接，并建立动态演进的网络结构。
网关系统中，在集成网关之间建立了Ad Hoc网络，以将数据传输到远程服务器。于DSR协议或AODV协议，从根本上改进了当前提供的Ad Hoc网络的多路径路由协议。网关使用AODV路由协议创建Ad Hoc网络。建步骤如下：第一步是移植AODV路由协议。网络选择aodv-uu-0.9.5作为路由协议，主要通过交叉编译器编译aodv-arm.ko和aodv-arm。二步是通过ifconfig eth1 up，iwconfig eth1 Ad-Hoc模式，iwconfig eth1 essid服务差异号这些命令配置Ad Hoc模式下无线网卡的操作模式。三步是将aodv-arm.ko模块动态插入到网关的中心；实施aodv-arm路由协议的四个步骤。
成这些关键步骤后，便会配置整个Ad Hoc网络。于无线传感器网络的农业传感器系统的网关旨在通过保护底层无线传感器网络的特定网络结构来补充各种异构无线传感器网络的无缝连接，并通过创建多个无线和外部传感器网络，Internet信息显示平台的实时通信功能。特定的嵌入式平台的基础上，对aodv路由协议进行了移植和探索，最终成功地在中间件的不同子系统之间建立了一个自治的非中央Ad Hoc网络，用于远程数据传输。业用地监测。供可靠的解决方案。
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