理论教育 STM32单片机在物联网网关设计中的应用

STM32单片机在物联网网关设计中的应用

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:STM32总体网关应用如图9.5所示。图9.5STM 32网关应用传感器与STM32之间的数据传输网络采用不同标准通信协议,数据从传感器传到终端节点,再从终端节点通过通信协议发送到网关。表9-2STM 32到网络/上位机数据帧格式传感器数据采集的一般流程如图9.6所示。STM32主设备通过串口将控制命令发送给无线协调器,再间接发给无线传感器组。

STM32单片机在物联网网关设计中的应用

STM32通过通信接口,该接口可以是Wi-Fi、ZigBee等通信模块,连接感知节点,并将感知节点采集的信息暂存、校验等处理,然后将这些信息发送到外部网络,传递到服务器或数据存储设备中。STM32总体网关应用如图9.5所示。STM32网关外围接口包括通信接口(如Wi-Fi、ZigBee等)、协调器接口、上位机接口等。

图9.5 STM 32网关应用

传感器与STM32之间的数据传输网络采用不同标准通信协议,数据从传感器传到终端节点,再从终端节点通过通信协议发送到网关。该帧数据需传感器相关数据,帧格式如表9-1所示。

表9-1 感知节点到STM 32数据帧格式

网关节点与网络/上位机之间使用的是TCP/IP协议或者串口通信协议。两者使用的数据帧结构大体相似,如表9-2所示。

表9-2 STM 32到网络/上位机数据帧格式

传感器数据采集的一般流程如图9.6所示。STM32核心控制器在做完系统初始化后,进行通信设备的硬件IO的配置,方便网络/上位机与之通信;之后,感知节点按照时序关系向主控STM32的IO引脚送传感器数据,而STM32根据接收到的数据进行一系列数据处理工作,这些工作包括数据完整性校验、缓存、数据封装等工作;数据处理完毕后,将数据通过IO或通信接口传送到网络服务器或上位机并且在网关节点的显示设备上进行显示。(www.daowen.com)

图9.6 传感器数据采集流程

STM32网关主设备硬件平台主要由STM32为主控芯片,外围硬件电路包括液晶显示电路、以太网口驱动电路、键盘操作和串口驱动电路。硬件电路框图如图9.7所示。其中串口液晶、无线接口和调试/上位机功能模块与STM32主控芯片的连接方式都是串口连接,而键盘通过IO控制的方式连接,网口芯片通过Ethernet协议与主控连接。

图9.7 STM 32网关主设备硬件电路框图

网关主设备中无线接口也可以看作一个无线协调器,该设备是将无线传感器组采集的数据通过ZigBee/Wi-Fi网络传输给STM32主设备。STM32主设备通过串口将控制命令发送给无线协调器,再间接发给无线传感器组。硬件系统框图如图9.8所示。

图9.8 无线接口(无线协调器)硬件框图

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