基于CDMA的嵌入式Internet接入平台的设计与实现

论文摘要

随着通信技术、互联网技术和计算机技术的飞速发展,移动通信已经不再局限于单纯的话音通信,嵌入式技术与通信技术特别是与无线通信技术的结合,使得无线通信成为嵌入式Internet新的发展方向。本论文设计并实现了基于CDMA的嵌入式Internet接入平台,提出了一种利用CDMA网络实现嵌入式系统灵活的接入Internet的解决方案。该方案的实现使得传统的嵌入式系统可以快速方便的安装在任何CDMA网络覆盖的地方,尤其是环境恶劣不宜布线的地方。论文分析了基于CDMA的嵌入式Internet通信原理,研究了通信过程中用到的关键技术,包括：CDMA技术和支持无线通信的PPP协议等。在此基础上设计并实现了一个包含完整的PPP协议及上层TCP/IP协议,具有无线数据传输功能的嵌入式通信平台。该平台以S3C44B0为硬件核心处理器,以中兴公司生产的无线modem为通信模块,以RTEMS为软件平台的操作系统进行开发,并通过RTEMS下PPP协议的开发实现无线通信。RTEMS实时操作系统内核精简、实时性强、源代码公开、无版权,广泛应用在实时控制领域。开发的嵌入式Internet接入平台为用户提供了良好的编程接口,基于该平台可以快速开发支持远程通信的实时监控系统等。论文在设计和实现基于CDMA的嵌入式Internet接入平台的过程中,开发了RTEMS针对S3C44B0的板级支持包(Board Support Package, BSP)、实现了RTEMS下基于PPP协议的底层通信模块和相应的测试用例。基于PPP协议的底层通信模块主要包括底层物理通信接口、PPP Daemon和PPP虚拟驱动程序三部分,其中底层物理通信接口负责与CDMA网络通信；PPP Daemon主要完成无线通信链路的连接和配置；PPP虚拟驱动程序主要完成链路建立后上层协议数据包的封装、解封以及PPP包的传输。通过实验证明本论文实现的嵌入式无线接入方案可靠性高、接口方便、成本低和系统的整体集成性高,同时具有较好的实时性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 嵌入式系统背景
• 1.1.2 嵌入式技术的发展阶段和发展趋势
• 1.1.3 嵌入式无线通信技术的发展现状
• 1.2 课题来源
• 1.3 文章结构
• 第二章 系统相关技术
• 2.1 RTEMS实时操作系统介绍
• 2.2 CDMA网络介绍
• 2.3 PPP协议简介
• 2.3.1 PPP协议概述
• 2.3.2 PPP协议优点
• 2.3.3 PPP协议原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统原理和设计方案
• 3.1 Internet无线接入技术
• 3.1.1 WLAN无线通信技术介绍
• 3.1.2 移动IP无线通信技术介绍
• 3.2 系统基本原理
• 3.3 系统设计方案
• 3.3.1 硬件系统设计方案
• 3.3.2 软件系统设计方案
• 3.4 本章小结
• 第四章 硬件系统相关技术与实现
• 4.1 S3C44B0处理器介绍
• 4.2 无线modem介绍
• 4.3 基于S3C44B0嵌入式处理器的硬件系统结构
• 4.4 S3C44B0与无线modem的连接设计
• 4.4.1 通信系统体系结构设计
• 4.4.2 处理器与modem的连接
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件平台的设计与实现
• 5.1 系统BSP的设计与实现
• 5.1.1 交叉编译环境的搭建
• 5.1.2 BSP文件层次结构设计
• 5.1.3 系统BSP的开发步骤
• 5.1.4 BSP启动代码设计
• 5.2 通信子系统结构设计
• 5.2.1 软件平台的总体执行流程设计
• 5.2.2 PPP模块的核心数据单元设计
• 5.3 RTEMS下串口驱动的设计与实现
• 5.4 RTEMS下PPP驱动的设计与实现
• 5.4.1 PPP驱动程序的通信端口设计
• 5.4.2 PPP虚拟网络驱动程序设计
• 5.4.3 数据包的接收和发送例程设计
• 5.5 RTEMS下PPP Daemon例程的设计与实现
• 5.5.1 PPPD的状态转换
• 5.5.2 PPPD模块的设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统测试
• 6.1 子系统测试
• 6.1.1 BSP测试
• 6.1.2 通信子系统测试
• 6.2 系统功能测试
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 未来的工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻研期间科研情况