基于ARM处理器的无线数据传输技术

论文摘要

本论文的研究背景为海上无人值守传感器网络系统。现代的海洋战争已经演变为高技术以及高技能的战争,如何能够有效的监测海面的状况,并在有突发事件时能够及时有效的得到处理,将是海上安全的重要保证。此外由于海洋环境复杂,不适合以有线的方式布线,为了克服这些困难,因此本论文主要探讨以无线方式实现数据采集、传输。本论文的主要任务是设计基于ARM处理的无线数据传输的驱动程序以及网络通讯应用程序的软件设计。硬件的主控制器采用ARM,并顺利移植了Linux操作系统作为软件开发平台,可方便后续的软件的设计,以及硬件的扩展。无线发送模块采用USB无线网卡即USB-WIFI,并完成了基于ARM处理器的无线网卡驱动的设计,经过多次测试能够顺利驱动USB-WIFI。图像采集部分采用USB-CAMERA,并移植了CAMERA的驱动。网络通讯应用程序采用的是TCP/IP协议,通过定时采集现场图像数据,并以无线的方式发送给主控制平台,方便主控制平台工作人员查看监控现场。此外,需要说明的是,本论文虽然是在海上无人值守传感器网络系统的大背景下完成的,但是整个平台的应用范围广泛,比如交通管理、超市视频监控等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 无线通讯技术的比较
• 1.5 文章内容安排
• 2 嵌入式软硬件开发环境介绍及构建
• 2.1 软硬件开发环境介绍
• 2.1.1 嵌入式硬件环境介绍
• 2.1.2 嵌入式软件环境介绍
• 2.1.3 嵌入式开发过程
• 2.2 主机开发环境
• 2.2.1 主机开发环境构建
• 2.2.2 交叉编译工具链
• 2.3 目标板开发环境构建
• 2.3.1 开发板连接图
• 2.3.2 系统移植
• 2.3.3 无线模块的硬件实现
• 3 USB驱动程序的研究与WIFI驱动的实现
• 3.1 简介
• 3.1.1 usb概述
• 3.1.2 usb设备的接口、端点与配置
• 3.1.3 模块与设备文件
• 3.2 USB设备工作机制
• 3.2.1 总线、设备与驱动
• 3.2.2 BUS与ID设备表
• 3.3 USB-WiFi的设计
• 3.3.1 系统硬件构成
• 3.3.2 USB无线网卡驱动
• 3.3.3 USB网络设备驱动程序设计
• 3.3.4 模块的初始化与清除函数
• 3.4 驱动模块编译加载与网络配置
• 3.4.1 编译加载驱动模块
• 3.4.2 USB-WiFi设备的配置
• 4 网络通讯应用程序的设计
• 4.1 无线网络简介
• 4.1.1 无线LAN
• 4.1.2 无线网络体系结构
• 4.2 网络编程基础
• 4.2.1 网络传输介绍与编程协议选择
• 4.2.2 面向连接的运输（TCP）
• 4.2.3 编程模型
• 4.2.4 编程接口
• 4.3 数据传输的软件实现
• 4.3.1 数据传输实现模型
• 4.3.2 服务器的网络编程
• 4.3.3 客户机的网络编程
• 4.3.4 编译连接过程
• 4.4 数据的采集与传输
• 5 数据测试与分析
• 5.1 带宽数据测试
• 5.2 影响带宽的因素
• 5.3 网络传输效率
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录