随着移动通信和WSN网络的发展,钢轨状态也开始利用WSN网络进行监测,但是WSN网络通信距离有限,而移动通信GPRS网络恰好可以弥补这一不足。本文针对WSN网络的不足,结合移动通信网络,进行了面向钢轨状态监测的WSN网关系统研究。通过深入分析网关的工作环境,对网关系统进行了软硬件设计,并搭建实验平台对网关性能进行了测试。本文选用接口丰富的32位ARM处理器作为主控芯片,设计了数据处理模块、通信模块和电源模块等组成的网关硬件平台。电源模块为数据处理模块和通信模块供电,利用通信模块中的GPRS模块、以太网模块和ZigBee模块,分别实现与GPRS网络、以太网和WSN网络间的通信,设计引入SD卡来存储节点采集的数据,以防止数据丢失。为方便网关软件设计,搭建了基于嵌入式操作系统和文件系统的网关软件平台,在深入分析网关的应用需求基础上,提出网关系统通信方案,完成网关操作系统任务划分和软件具体设计。为减少GPRS网络拥塞,提出了自定义滑动窗机制和压缩算法相结合的拥塞控制机制,同时为增强网关软件的可维护性,提出一种适合网关的远程更新方案。最后通过搭建的实验测试平台完成网关的性能测试,实验结果表明,本网关系统能瞬时传输较大数据量,并具有较高的可靠性,可以满足实际工程要求。电源模块供电测试结果表明,电源供电满足各模块的要求。文件系统性能测试结果表明,移植的文件系统稳定可靠,单次读写数据量为4KB时速度最快。拥塞控制测试结果表明,滑动窗窗口大小为7KB时,可以更好地利用网络带宽,并且加入拥塞控制策略可以减少网络拥塞,提高数据的实时性。