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嵌入式Wi-Fi技术研究与应用

2020-12-08阅读(494)

嵌入式Wi-Fi技术研究与应用

论文摘要

802.11标准的成熟及无线局域网的方便快捷使基于Wi-Fi的应用以惊人的速度飞速发展。目前,Wi-Fi在嵌入式领域的应用也得到了广泛的重视,研究嵌入式Wi-Fi技术具有重要的现实意义。本论文的主要目标是通过研究嵌入式Wi-Fi及其在小嵌入式系统中的实现方法,设计一个嵌入式Wi-Fi的基础应用平台。主要包括软硬件实现方案,提供底层嵌入式Wi-Fi驱动和网络协议栈,这样非常方便进行二次开发。并以此为基础,设计了一个更加通用的嵌入式Wi-Fi接入模块EM320,它们由ARM处理器和Wi-Fi射频芯片组成,软件集成了Wi-Fi协议、TCP、UDP、DHCP等网络协议。模块提供一个UART/SPI串行接口与HOST MCU相连,并由一个简单的API命令集来实现网络控制和数据传送。用户无需了解、操作Wi-Fi及相关网络协议,只需专注自己的应用。此外,结合此模块实现了一个嵌入式Wi-Fi在无线传感网中的应用——WSN Wi-Fi无线数据采集网关。论文中分析了IEEE 802.11标准的特点、相关概念和802.11标准的各个流行协议;介绍了Marvell的低功耗SoC 88W8686的特点及其驱动的开发,给出了无线网络接口层的实现;分析并移植了一个工业级的TCP/IP协议栈——DynamicC TCP/IP;介绍了美国德州仪器TI的低功耗IEEE 802.15.4 SoC及使用此芯片构成的SPI接口的RF收发模块。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 国内外现状
  • 1.2.1 Mini Socket iWiFi模块
  • 1.2.2 GS1010 SoC
  • 1.3 研究目的与意义
  • 1.4 主要研究内容
  • 第2章 IEEE 802.11
  • 2.1 概述
  • 2.1.1 无线局域网WLAN
  • 2.1.2 IEEE 802.11
  • 2.1.3 通讯频道
  • 2.2 802.11架构
  • 2.2.1 概述
  • 2.2.2 组成
  • 2.2.3 逻辑服务接口
  • 2.2.4 参考模型
  • 2.2.5 IEEE 802.11网络的工作模式
  • 2.3 MAC层
  • 2.3.1 MAC功能
  • 2.3.2 MAC帧格式
  • 2.4 PHY层
  • 2.4.1 功能
  • 2.4.2 2.4GHz FHSS PHY
  • 2.4.3 2.4GHz DSSS PHY
  • 2.4.4 IR PHY
  • 2.4.5 5GHzOFDMPHY
  • 2.4.6 HR/DSSS PHY
  • 第3章 HARVELL 88W8686及其接口分析
  • 3.1 网络功能
  • 3.1.1 无线局域网
  • 3.1.2 网络构存
  • 3.2 HOST接口
  • 3.2.1 G-SPI接口
  • 3.2.2 SDIO接口
  • 3.3 FIRMWARE
  • 3.3.1 驱动
  • 3.2.2 数据路径
  • 3.3.3 控制路径
  • 3.3.4 Host命令
  • 3.3.5 MAC事件
  • 第4章 DYNAMIC C TCP/IP协议栈分析与移植
  • 4.1 DYNAMIC C TCP/IP协议栈分析
  • 4.1.1 Dynamic C编译器
  • 4.1.2 Dynamic C TCP/IP协议栈功能和层次结构
  • 4.1.3 Dynamic C TCP/IP协议栈工作流程
  • 4.1.4 Dynamic C TCP/IP协议栈网络层与数据链路层接口
  • 4.1.5 Dynamic C TCP/IP协议栈应用层
  • 4.2 DYNAMIC C TCP/IP协议栈移植
  • 4.2.1 基本目标
  • 4.2.2 移植过程
  • 4.2.3 移植问题总结
  • 第5章 嵌入式WI-FI模块EM320
  • 5.1 概述
  • 5.2 硬件实现
  • 5.3 软件实现
  • 5.3.1 88W8686硬件接口驱动
  • 5.3.2 TCP/IP协议和Wi-Fi协议
  • 5.3.3 用户接口协议EMSP
  • 5.3.4 Host硬件接口驱动
  • 第6章 WSN——WI-FI无线数据采集网关的设计与实现
  • 6.1 WSN的分析及实现
  • 6.1.1 802.15.4
  • 6.1.2 TI CC2420
  • 6.2 网关概述
  • 6.3 硬件实现
  • 6.4 软件实现
  • 6.4.1 系统驱动和控制
  • 6.4.2 EM320 Host驱动
  • 6.4.3 EM2420 Host驱动
  • 6.4.4 WSN协议
  • 6.4.5 网关应用层协议
  • 6.4.6 其它接口驱动
  • 6.5 系统测试
  • 6.5.1 功能测试
  • 6.5.2 性能测试
  • 第7章 总结与展望
  • 7.1 论文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 附录
  • A.研究生学习期间发表的学术论文
  • B.论文图目录
  • C.论文表目录
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].IEEE 802.11在无线自组网中的应用研究[J]. 中国新通信 2010(15)
    • [2].基于IEEE 802.11无线局域网的VoIP性能分析[J]. 计算机应用 2010(S1)
    • [3].一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法[J]. 传感技术学报 2008(12)
    • [4].竞争窗口大小对IEEE 802.11无线网络的影响[J]. 广东通信技术 2008(10)
    • [5].IEEE 802.11无线局域网二进制指数退避算法改进与分析[J]. 计算机工程与科学 2012(12)
    • [6].IEEE 802.11宽带无线局域网负载均衡优化研究[J]. 计算机应用研究 2008(07)
    • [7].一种IEEE 802.11无线网络中快速扫描的切换机制[J]. 中国新通信 2017(15)
    • [8].IEEE 802.11无线局域网接入环境下语音传输容量[J]. 清华大学学报(自然科学版) 2008(01)
    • [9].基于IEEE 802.11协议的P概率退避算法研究[J]. 重庆邮电大学学报(自然科学版) 2008(02)
    • [10].基于IEEE 802.11的无线多跳网络路径容量分析模型[J]. 国防科技大学学报 2012(05)
    • [11].IEEE 802.11无线网络的两步指数退避算法[J]. 电子与信息学报 2011(11)
    • [12].一种提高IEEE 802.11吞吐量和公平性的自适应优化算法[J]. 电子与信息学报 2009(11)
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    • [15].基于战术通信网的IEEE 802.11协议MAC功能研究[J]. 计算机产品与流通 2020(04)
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    • [17].基于最小竞争窗口的IEEE 802.11区分服务机制及其性能分析[J]. 电脑知识与技术 2008(35)
    • [18].DCF模式下IEEE 802.11协议节能机制比较[J]. 成都大学学报(自然科学版) 2014(03)
    • [19].一种基于LWAP的IEEE 802.11平滑切换机制[J]. 计算机工程与科学 2011(08)
    • [20].模糊测度下IEEE 802.11的DCF性能优化[J]. 计算机应用研究 2011(09)
    • [21].IEEE 802.11无线局域网中基于最优窗口的退避算法[J]. 计算机科学 2012(01)
    • [22].一种关联SNR的停等DCF优化方案[J]. 电子学报 2012(07)
    • [23].IEEE 802.11无线局域网MAC协议研究[J]. 硅谷 2011(20)
    • [24].IEEE 802.11协议下移动自组网节点自私行为研究[J]. 计算机时代 2010(03)
    • [25].IEEE 802.11 DCF对TCP性能的影响及算法改进[J]. 电路与系统学报 2008(04)
    • [26].基于IEEE 802.11的非饱和条件自适应接入方案[J]. 计算机工程与应用 2014(22)
    • [27].IEEE 802.11无线网状网中的一种干扰感知的多径路由协议[J]. 中国科学院研究生院学报 2010(06)
    • [28].基于IEEE 802.11的长距离无线Mesh网络[J]. 计算机学报 2012(06)
    • [29].多速率多节点IEEE 802.11网络的视频传输策略[J]. 通信学报 2017(03)
    • [30].一种新的基于IEEE 802.11的随机接入网络协作协议设计[J]. 计算机应用与软件 2015(11)

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