嵌入式系统中无线通信技术的应用研究 ——基于GPRS网络的无线数据传输系统

论文摘要

近些年来,由于通讯网络的飞速发展,移动通信与实际应用的结合使得各种基于GSM/GPRS网络的无线数据传输系统成为当前远距离无线通讯领域最为广泛的应用。通用分组无线业务（General Packet Radio Service, GPRS）是在现有GSM技术基础之上发展而来的一种新的承载业务。GPRS网络提供了基于IP的分组交换数据业务,这就使得终端用户可以访问最大的分组数据网络（PDN）--- Internet。本文重点研究了基于GPRS的无线数据系统的终端开发与设计技术。在终端的设计开发中,采用了最新流行的ARM微处理器（LPC2210）和操作系统uClinux来构建嵌入式系统的开发平台,提高了系统的性能.。GPRS终端采用模块化设计,即主控制模块、GPRS网络连接模块、串口通信模块和网络数据通信模块,增强了系统的稳定性和可移植性。在监控中心的软件设计开发中,采用Visual C++编程工具来设计监控中心的服务程序,并配合Socket（套接字）网络编程技术实现了支持多线程处理的通信,提高了服务器处理数据的能力。总的来说本文做的工作主要如下:1研究ARM7系列微处理器芯片的指令,以完成Boot loader功能2交叉编译开发环境的的建立3在基于ARM7TDMI（LPC2210）为核心的硬件平台上移植uClinux操作系统4对操作系统内核进行配置以及编译5研究无线模块的AT指令集,实现MC35模块的初始化及拨号上网等功能6研究PPP协议的工作过程,在内核中实现PPP协议的主要功能7研究基于uClinux应用程序的开发,完成GPRS终端的软件功能8使用Visual C++开发中心服务器的数据通信功能试验表明采用文本设计的GPRS终端设备具有稳定可靠,传输速度快,费用低等特点,实现了预期的目标,最后也指出了要改进的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题目标
• 1.3 课题设计方案
• 1.4 研究意义
• 第二章 硬件开发平台介绍
• 2.1 终端硬件整体构成
• 2.2 各个模块的具体构成
• 2.2.1 微处理器概述
• 2.2.2 GPRS 通讯模块
• 2.2.3 存储器单元
• 2.2.4 串口电路单元
• 2.2.5 JTAG 接口单元
• 第三章 GPRS 网络和嵌入式开发介绍
• 3.1 GPRS 系统综述
• 3.2 GPRS 的特点
• 3.3 基于GPRS 的应用及优点
• 3.4 嵌入式系统的开发
• 3.4.1 嵌入式系统开发的基本流程
• 3.4.2 嵌入式CPU 和嵌入式操作系统的选择
• 3.5 开发环境的建立
• 3.5.1 建立开发环境总述
• 3.5.2 uClinux 的移植及编译
• 第四章 基于GPRS 的数据传输协议
• 4.1 PPP 协议
• 4.1.1 PPP 协议帧结构分析
• 4.1.2 PPP 连接的状态转换
• 4.2 LCP 协议
• 4.2.1 LCP 报文结构分析
• 4.2.2 LCP 配置选项
• 4.3 PAP 协议
• 4.4 IP 控制协议
• 第五章 基于GPRS 网络数据传输的软件实现
• 5.1 PPP 协议的实现过程
• 5.1.1 LCP 的协商过程及实现
• 5.1.2 PAP 的协商过程及实现
• 5.1.3 IPCP 的协商过程及实现
• 5.2 PPP 接收和发送数据在内核的实现
• 5.2.1 发送数据的实现过程
• 5.2.2 接收数据的实现过程
• 5.3 GPRS 终端的软件设计
• 5.3.1 GPRS 网络连接模块
• 5.3.2 串口通信模块
• 5.3.3 网络数据通信模块
• 5.3.4 主控制模块
• 5.4 中心服务器端软件设计
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录一：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录二：主要程序代码