基于ARM的无线传感网节点的设计

论文摘要

随着嵌入式系统技术的迅猛发展,无线数据传输的嵌入式系统的发展成为新的趋势,嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点,已经在这个领域到了广泛的应用。现在随着嵌入式系统的功能增强,程序代码变得越来越复杂,传统的软件设计方式很难保证系统的可靠性和稳定性,使用嵌入式操作系统作为软件开发平台是解决这个问题的有效途径。在本系统中,系统硬件平台采用AMR微处理器,软件平台采用μClinux操作系统,μClinux是一种专门为微控制器设计的多进程处理任务操作系统,具有对多种文件系统的支持能力,可以将应用程序分解成多个任务,简化应用系统软件的设计。本论文以设计基于32位AMR微处理器LPC2210和移植嵌入式操作系统μClinux的通用通信平台为主要内容,研究了所涉及的关键技术并提出了实现方案。系统设计分为三个部分:选用高性价比的PHLIPIS公司生产的16/32位ARM7TDMI微处理器LPC2210作为核心处理器,并在处理器上移植μClinux操作系统;系统的无线传输模块选用CC1020无线串口模块,以实现数据的可靠透明传输。整个设计完成了相关硬件电路的设计连接和软件的代码编写调试,最后实现了整个系统的测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 无线通讯技术的发展概述
• 1.2 短距离无线通讯技术
• 1.2.1 IrDA技术
• 1.2.2 蓝牙技术（Bluetooth）
• 1.2.3 IEEE802.11b（Wi-Fi）
• 1.2.4 UWB技术
• 1.2.5 RF技术
• 1.3 作者的主要工作
• 第二章 ARM的体系结构及开发
• 2.1 ARM体系结构概述
• 2.2 ARM的处理器模式及存储器
• 2.2.1 地址空间
• 2.2.2 存储格式
• 第三章 总体设计方案
• 3.1 系统设计原则
• 3.2 总体结构框架
• 3.2.1 总体框图
• 3.2.2 主芯片选择
• 3.3 技术指标
• 第四章 无线传感节点数据处理电路设计
• 4.1 电源管理模块设计
• 4.1.1 镍氢电池及其充电电路
• 4.1.2 系统电源设计
• 4.2 处理器电路
• 4.2.1 复位电路
• 4.2.2 晶振电路
• 4.2.3 调式测试接口电路
• 4.2.4 UART与 ISP电路
• 4.3 数据存储电路
• 4.3.1 系统存储电路
• 4.3.2 NAND FLASH存储器电路
• 第五章 无线传感网节点射频模块的设计
• 5.1 无线收发芯片的选型
• 5.2 技术指标
• 5.3 CC1020接口电路
• 5.4 CC1020芯片的开发流程
• 5.4.1 结构配置 SmartRF Studio软件
• 5.4.2 CC1020结构配置
• 5.4.3 CC1020四线串行结构配置接口
• 5.4.4 信号接口
• 5.4.5 CC1020工作模式设定
• 第六章 无线传感网节点的软件设计
• 6.1 uClinux嵌入式操作系统
• 6.1.1 uClinux的启动
• 6.1.2 linux驱动程序基本原理
• 6.2 串行通信程序的设计
• 6.2.1 串口驱动程序的设计
• 6.2.2 串口通信程序设计
• 6.3 系统主程序设计
• 6.3.1 主机主程序流程设计
• 6.3.2 从机主程序流程设计
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录1 流程图
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 参与的科研项目