3.3 无线网关设计
无线网关的功能是建立和各采集节点的通信路由并保持通信，与上位机或通信网络接口和数据处理单元通信将各节点采集数据上传，同时上位机可以通过网关向各个采集节点发送命令。其硬件部分和节点设计基本相同。网关结构如图8所示。
（1） 网关包含射频通讯模块、串口通讯模块、RTC实时时钟模块、通信协议处理模块、数据存储模块；
（2） 网关通过射频模块，收集所有节点上传的数据报；
（3） 若监控服务软件与网关保持连接，则网关将即时的将数据通过CAN总线通讯上报数据信息；
（4） 若监控服务软件与网关通讯断开，则网关将收集到的数据存储至存
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储系统中；
（5） 监控服务软件与网关通讯恢复，则网关可将存储的数据再次传回；
网关处理芯片 射频通讯模块 实时时钟模块 数据存储模块 通讯 处理
图8 网关结构功能图
（6） U盘存储
作为网关重要功能，当与上位机通信中断时，各采集点采集到的环境数据存储在U盘，操作人员通过更换U盘取出存储的数据。
U盘驱动电路采用“U 盘和SD 卡文件管理控制专用芯片，用于单片机系统读写U 盘或者SD 卡中的文件，与单片机采用SPI接口。考虑到本安要求，即防火花，对5V优盘供电进行限流。见图9。.
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图9 U盘供电和驱动电路
3.3.1网关与上位机通讯协议
网关报告节点即时数据（Gateway -> PC） 字段 包头标志1 包头标志2 包类型标志 包负载长度 包头检验码 行业编码 应用编码 应用数据类型码 节点类型号 转发地址 源地址 顺序号 跳数 心跳数据头
长度 1字节 1字节 1字节 2字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节 2字节 1字节 1字节 12字节 大小端 BE BE BE 备注 SOP1：0x37 SOP2：0xA9 CMD：0x01 LEN：DATA段长度 HCS：为CMD和LEN逐字节异或结果 0x06 0x01 0x01 源地址的下跳地址 格式参见2.1.1 18
本次记录数量 记录数据 校验码
心跳数据头 字段 RTC时间 1字节 16*N字 节 1字节 本数据包所包含的数据量 数据列表，格式参见2.1.2 PCS：为前面除两个包头标志外所有字节异或的结果 节点剩余包数 长度 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节 大小端 BE BE 备注 year：年 month：月 day：日 hour：时 minute：分 second：秒 节点上所剩余的数据记录的数量（含本次数据） 节点上所含所有的历史记录量 节点剩余电量百分比 信号质量状态 节点历史数据2字节 包 剩余电量 1字节 信号质量 1字节
记录数据 字段 节点ID RTC时间 长度 2字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 4字节 4字节 传感器数据1 传感器数据2 大小端 BE BE BE 备注 记录所属的节点ID号 year：年 month：月 day：日 hour：时 minute：分 second：秒 AD采集值（浮点数） AD采集值（浮点数） 网关报告节点历史数据（Gateway -> PC）
此类数据为节点因为发生错误无法正确上传所保存下来的数据：
节点转发失败的数据 网关板上报未成功的数据
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所有的数据组成相应的片段，保存到FLASH中，可能无序。 字段 包头标志1 包头标志2 包类型标志 包负载长度 包头检验码 行业编码 应用编码 应用数据类型码 节点类型号 转发地址 源地址 顺序号 跳数 本次记录数量 记录数据 校验码 长度 1字节 1字节 1字节 2字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节 2字节 1字节 1字节 1字节 16*N字节 1字节 大小端 BE BE BE 备注 SOP1：0x37 SOP2：0xA9 CMD：0x01 LEN：DATA段长度 HCS：为CMD和LEN逐字节异或结果 0x06 0x01 0x02 源地址的下跳地址 本数据包所包含的数据量 数据列表，格式参见2.1.2 PCS：为前面除两个包头标志外所有字节异或的结果 获取网关当前RTC时间（PC->Gateway）
上位机可以通过该命令得到基站的RTC时间值，基站正确接收到上位机命令后，将会按照2.5所规定格式返回当前的RTC时间。 字段 长度 大小端 备注 包头标志1 1字节 SOP1：0x37 包头标志2 1字节 SOP2：0xA9 包类型标志 1字节 CMD：0x01 包负载长度 2字节 BE LEN：DATA段长度 包头检验码 1字节 HCS：为CMD和LEN逐字节异或结果 行业编码 1字节 0x06 应用编码 1字节 0x01 应用数据类型1字节 0x03 码 校验码 1字节 PCS：为前面除两个包头标志外所有字节异或的结果
设置网关当前RTC时间（PC->Gateway）
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