基于无线传感器网络的小型变电站网关节点设计，采用模块式结构设计，即核心板+底板+GPRS模块+XBee/Pro模块。

核心板采用ARM9三星公司的S3C2440为微处理器。S3C2440是三星公司开发的一款基于ARM920T内核和0.18μm CMOS工艺的16/32位RISC微处理器，适用于低成本、低功耗、高性能的手持设备或其他电子产品。S3C2440中集成了以下一些通用的系统外设和接口，其功能特点如下：

1）1.8V内核电压，3.3V存储电压，3.3VI/O电压。

2）包括16KB的I-Cache（指令高速缓存）、16KB的D-Cache（数据高速缓存）和MMU（存储管理单元）。

3）外部的存储控制器（SDRAM控制器和片选逻辑）。

4）LCD控制器（最高支持4K色的STN和16M色的TFT），包括一个LCDDMA。

5）4通道带外部请求引脚的DMA。

6）3个UART、2个SPI。

7）兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版。

8）4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器。

9）8通道10bitA-D转换器和触摸屏接口。

10）具有日历功能的RTC。

11）130个通用I/O口和24通道外部中断源，具有普通、慢速、空闲和掉电模式。

12）芯片工作频率为400～500Hz。

芯片FBGA-289封装图，如图6-16所示。(www.daowen.com)

图6-16 FBGA封装的S3C2440芯片引脚图

网关节点的硬件平台结构如图6-17所示。由两块电路板构成，上面为核心板，下面为底板。核心板包括：S3C2440芯片；64MBSDRAM；64MBNAND Flash，掉电非易失；2MBNOR Flash，掉电非易失；在板网络接口芯片DM9000。核心板的PCB采用沉金工艺的六层板制成。之所以这样，是因为S3C2440、SDRAM、NAND Flash、NOR Flash等，都是高密度的芯片，尤其核心芯片。2×96针（32×3排列）高可靠欧式插座提供外部扩展，集成总线和其他可能用到的信号。外部总线通过高速双向缓冲器隔离，保证系统的安全。

图6-17 网关节点硬件平台结构

底板PCB则用两层板设计。板内包括：1个100Mbit/s以太网RJ45接口、2个UART、2个USB口、1个SD卡存储接口。7寸LCD4线电阻式触摸显示屏。XBee/Pro模块均固定在底板上，用RS232与ARMS3C2440核心板相连。制作好的核心板，如图6-18所示。

实践证明，核心板六层PCB设计，局部区域采用激光钻孔工艺，系统所有的关键信号均进行严格的等长控制以及阻抗匹配，工作稳定。

与调度中心的通信，采用的GPRS模块是索尼爱立信公司的GR64。这是一款内嵌TCP/IP协议栈的GSM/GPRS模块。GR64具有丰富的存储资源：256KB的脚本空间可同时容纳2个脚本，可用于CSD方式下脚本远程升级，至少50KB的数据NVM空间和100KBRAM；丰富的功能库涵盖所有的底层驱动，用户只须编写自己的应用程序。GR64提供丰富的接口：对外有2个自适应波特率和帧格式串口，其中UART1用于AT命令控制或本地脚本下载，UART3为通用串口；另外，还有USB2.0、SPI、I²C、天线、音频接口，12根I/O线（8根复用），A-D/D-A转换器，蜂鸣器和实时时钟等内置外设。

图6-18 制作完成的核心板

网关节点的电源是双重电源模式，双电源能可靠的自动切换。电路图如图6-19所示。

正常工作的时候，AC220V通过EMI器件，给系统供电，对蓄电池进行充断电的同时，蓄电池供电，AC-DC变换器的输出二极管截止，不会有额外的电能消耗。

图6-19 电源系统设计