基于3G的物联网网关设计

论文摘要

3G和物联网无疑是目前信息领域最热门的词汇。物联网是在互联网概念的基础上提出的。物联网将信息传感设备和互联网结合起来形成一个网络,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。开发支持3G的通讯设备已经成为通讯产业和嵌入式系统发展的热点。3G技术关键还是在于服务,物联网是3G非常重要的应用。在构建物联网体系结构,网关是非常重要。对于物联网来讲,网关是连接传感网络与互联网或其它智能设备的桥梁。本文以3G技术发展为契机,以物联网为背景,提出了一种基于3G的物联网网关的设计思想,设计了具体的实现方案。本文设计了一种基于ARM和Windows CE的嵌入式物联网网关的方案。在此基础上提出了基于ZigBee技术、3G技术和GPRS技术的无线网络组网方案,实现了网关广泛接入能力的功能。软件设计方面,网关应用程序利用Visual Studio2005编写。应用程序主要负责完成ZigBee协议与TCP/IP的协议转换,并实现了Zigbee网络与Internet的互联互通。最后,对ZigBee技术的抗干扰特性进行分析。分析了ZigBee技术与其他2.4GHZ频段技术共存的问题,并提出了共存问题的解决方案

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 3G物联网网关概述
• 1.1.1 物联网简介
• 1.1.2 3G标准和技术简介
• 1.2 物联网网关发展状况
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展状况
• 1.3 网关总体设计的目的和意义
• 1.4 论文主要研究内容
• 2 3G物联网网关硬件设计方案
• 2.1 嵌入式网关
• 2.1.1 嵌入式系统
• 2.1.2 网关概述
• 2.2 3G物联网网关设计
• 2.2.1 物联网网关结构
• 2.2.2 物联网网关设计原则及基本思想
• 2.2.3 3G物联网关网关的总体框架
• 2.3 3G物联网网关硬件开发平台
• 2.3.1 嵌入式ARM处理器
• 2.3.2 同步动态随机处理器和NAND FLASH存储器
• 2.3.3 接口电路
• 2.4 GPRS通讯模块
• 2.5 3G通讯模块LC6311
• 2.6 ZigBee通讯模块
• 2.7 本章小结
• 3 基于Windows CE系统驱动程序的实现
• 3.1 驱动程序的基础知识
• 3.1.1 驱动程序的功能
• 3.1.2 驱动程序的类型
• 3.2 在Windows CE系统下串口驱动的实现
• 3.2.1 流式接口驱动和流式接口函数
• 3.2.2 串口驱动程序的函数
• 3.2.3 串口驱动程序的实现
• 3.3 网卡驱动程序的实现
• 3.3.1 Windows CE的网络驱动架构
• 3.3.2 网络驱动的实现
• 3.4 本章小结
• 4 Windows CE下3G通讯模块设备驱动开发
• 4.1 USB介绍
• 4.2 USB驱动开发原理
• 4.2.1 USB驱动框架
• 4.2.2 Windows CE USB设备驱动开发
• 4.3 Windows CE网络驱动开发原理
• 4.4 3G通讯模块LC6311驱动开发
• 4.4.1 驱动开发的基本思想
• 4.4.2 LC6311驱动加载
• 4.4.3 驱动程序测试
• 4.5 本章小结
• 5 3G物联网网关协议转换的设计
• 5.1 2.4GHZ无线技术标准简介
• 5.1.1 ZigBee/IEEE 802.15.4协议简介
• 5.1.2 Wi-Fi技术及其它2.4GHZ无线系统
• 5.2 3G物联网网关的协议转换的实现
• 5.2.1 3G物联网网关的协议转换的原理
• 5.2.2 3G物联网网关协议转换软件
• 5.3 ZigBee系统和Wi-Fi系统之间干扰的分析
• 5.4 共存问题
• 5.4.1 非协作机制
• 5.4.2 ZigBee系统和Wi-Fi系统、蓝牙系统的共存
• 5.5 本章小结
• 结论
• 1.总结
• 2.下一步工作和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢