2.4GHz无线USB系统的设计与实现

论文摘要

无线通信是未来技术发展的主流方向,而在计算机外设方面,USB接口技术逐渐成了PC外设的标准接口。在短距离无线数据通讯领域,有着诸如Bluetooth,WiFi,2.4GHz等技术标准,2.4GHz作为和Bluetooth工作在同一频段无线短距离通讯技术,有着更低的成本,更快的开发周期,和更强的针对性。本文介绍了目前最新的2.4GHz无线通讯技术,将其和USB2.0协议相结合,有效的解决了计算机众多外设电缆所带来的麻烦,同时在一个无线适配器上实现了与多个外部设备的同时通讯,并采用了改进的DSSS(Direct Seqcuence Spread Spectrdm,直接序列展频),提高了无线通讯的抗干扰性。在同类产品中有着明显的竞争优势。首先介绍了当前存在的短距离无线通讯技术,对各种技术的优缺点和应用领域进行阐述,同时说明了当前USB2.0技术发展的现状和所面临的问题。然后对本系统中无线通讯的协议进行了详细的分析,从物理层、链路管理层和应用层三个方面进行了阐述,其中着重介绍了应用层协议,以及怎么将其应用到实际的开发当中。接着对USB2.0协议的应用也进行了详细的介绍,从怎样开发一个USB设备着手,分析了USB描述符、USB枚举、USB传输三个方面的应用。最后,也是最重要的一部分,对整个无线通讯USB系统的硬件设计、固件设计和驱动软件设计,提出了设计的流程和实现的原理。其中对无线协议在实际开发应用中的流程进行了透彻的解释。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 短距离无线通讯技术发展现状
• 1.1.1 ZigBee技术
• 1.1.2 红外通讯技术
• 1.1.3 无线局域网技术
• 1.1.4 无线射频识别技术
• 1.1.5 蓝牙技术
• 1.2 USB2.0技术发展现状
• 1.3 论文的研究背景和意义
• 1.4 本文的研究内容与主要工作
• 第二章 2.4GHz无线通信协议
• 2.1 2.4GHz无线通信拓扑
• 2.2 物理层
• 2.2.1 GFSK调制
• 2.2.2 直接序列扩频（DSSS）
• 2.2.3 电源管理
• 2.3 链路管理层
• 2.3.1 传输模式
• 2.3.2 数据包结构
• 2.3.3 自动应答
• 2.4 应用层
• 2.4.1 设备通讯模式
• 2.4.2 负载区定义
• 2.4.3 信道选择机制（Channel Selection）
• 2.5 本章小结
• 第三章 USB2.0协议
• 3.1 USB结构和开发流程
• 3.2 USB设备枚举过程
• 3.2.1 USB设备描述符
• 3.2.2 设备枚举过程
• 3.3 USB数据传输
• 3.4 本章小结
• 第四章 2.4GHz无线USB系统设计和实现
• 4.1 系统硬件设计
• 4.1.1 芯片介绍
• 4.1.2 电路设计
• 4.2 系统固件设计
• 4.2.1 设备固件设计
• 4.2.2 适配器固件设计
• 4.3 Windows驱动程序
• 4.4 系统软件设计
• 4.5 系统测试
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究设计工作的总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果