基于ARM的多协议模式智能网关设计应用

发布时间：2017-05-09 14:16

  本文关键词：基于ARM的多协议模式智能网关设计应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络与互联网相互融合可以为各类重要领域带来革新与勃勃生机,两者相互融合的关键就在于网关设备的研究,网关设备可以使WSN与Internet完美无缝融合,研究网关设备对于WSN应用于智能农业、工业控制、智能家居、环境监测、远程医疗以及安全防护等领域均具有着重要意义。尤其在智能农业领域,人们对数据的实时监控、远程控制、事件预警、数据管理、人机交互的这类需求都日益凸显,这一系列需求的实现都需要依靠网关设备作为支撑。本论文首先介绍了课题背景及相关技术,说明了研究该网关系统的重要意义,并阐述了WSN网关设计的总体框架及关键技术。本设计采用ARMs3c6410作为网关的核心处理器,并在其基础之上设计网关硬件整体结构及相关扩展电路从而实现网关的硬件平台搭建。针对WSN网关具体需求的功能实现软件平台的搭建,主要包括搭建必需的交叉编译环境、设计对应硬件平台的引导加载程序、配置剪裁嵌入式Linux内核、制作根文件系统,并依次成功烧写到搭建好的网关硬件平台。然后在搭建好的软硬件平台上面完成应用层软件设计,主要包括协调器串口操作程序、Web服务器及数据库的搭建,实现WSN与Internet的互联互通,满足用户实时感知及远程控制等需求。
【关键词】：无线传感器网络 网关 ZigBee 以太网 ARM Linux
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.05;TP212.9
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 课题研究意义9-10
• 1.3 课题国内外的研究现状及发展趋势10-12
• 1.4 论文的主要研究内容及组织结构12-13
• 第2章 WSN网关的关键技术13-21
• 2.1 WSN概述13-15
• 2.2 WSN网关的总体框架15-16
• 2.3 ZigBee技术概述16-20
• 2.3.1 ZigBee技术简介17-18
• 2.3.2 ZigBee组网拓扑结构及设备18-20
• 2.3.3 ZigBee协议框架20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 基于ARM的WSN网关硬件平台实现21-33
• 3.1 网关硬件结构总体方案设计21-22
• 3.2 网关设备的关键硬件平台22-26
• 3.2.1 核心处理器S3C641022-23
• 3.2.2 ZigBee无线通信模块23-25
• 3.2.3 以太网控制器DM9000A25-26
• 3.3 网关主要硬件模块电路设计26-32
• 3.3.1 电源电路设计26-27
• 3.3.2 串.通信电路设计27-28
• 3.3.3 以太网模块电路设计28-29
• 3.3.4 ZigBee协调器接.电路设计29-30
• 3.3.5 SD存储卡模块电路设计30-31
• 3.3.6 复位电路设计31
• 3.3.7 实时时钟电路设计31-32
• 3.4 无线传感网络网关PCB设计32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 基于ARM的WSN网关软件平台实现33-44
• 4.1 嵌入式Linux操作系统简介33-34
• 4.2 交叉编译环境和内核引导加载程序的建立34-36
• 4.2.1 交叉编译环境的建立34-35
• 4.2.2 引导加载程序Bootloader35-36
• 4.3 Linux内核的剪裁及移植36-38
• 4.4 制作Linux根文件系统38-41
• 4.5 移植Linux系统到网关硬件平台41-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第5章 网关系统的功能实现及测试分析44-62
• 5.1 嵌入式Web服务器Boa设计44-46
• 5.1.1 Boa工作原理44-45
• 5.1.2 嵌入式Web服务器Boa移植45-46
• 5.2 嵌入式数据库Sqlite设计46-48
• 5.2.1 移植SQLite数据库46-47
• 5.2.2 操作数据库的C接.函数47
• 5.2.3 针对智能农业温室大棚设计的系统数据库E-R图47-48
• 5.3 CGI接.程序设计48-49
• 5.4 网关应用程序的设计49-51
• 5.5 网关系统功能模块实现51-56
• 5.5.1 网关登录模块51-52
• 5.5.2 节点实时感知模块52-53
• 5.5.3 实时远程控制模块53-54
• 5.5.4 传感网络配置模块54-55
• 5.5.5 历史数据查询模块55-56
• 5.6 网关系统测试分析56-61
• 5.6.1 网关系统的硬件连接56-57
• 5.6.2 网关主要功能模块测试57-59
• 5.6.3 网关性能测试分析59-61
• 5.7 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 工作总结62-63
• 6.2 课题展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间发表的学术论文71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪鲁才;赵延f;林海军;刘国锋;;基于分布式压缩感知的能量收集WSNs[J];传感器与微系统;2014年07期

2 张晓峰;;动态序列计算在网连续位置的隐私保护协议研究[J];电子技术与软件工程;2014年10期

3 王雪;刘吉星;;一种基于RFID的室内小型载体跟踪算法[J];山东广播电视大学学报;2012年03期

4 李斌;田亚萍;焦亮;;基于ZIGBEE技术的安防系统设计与实现[J];微计算机信息;2009年26期

5 宋依青;王希之;陈兴瑞;时翔;唐晓红;;无线传感网络智能起爆系统关键技术研究[J];爆破;2014年02期

6 秦宁宁;郭立侠;余颖华;宋炜;徐保国;;一种基于空洞交叉点信息的高效覆盖修补算法[J];计算机应用研究;2014年08期

7 史久根;刘胜;;基于压缩感知的无线传感网络数据压缩[J];计算机工程与应用;2014年10期

8 郑顾平;朱维;;基于LEACH协议的安全性改进与建模分析[J];软件导刊;2014年07期

9 张柏林;王艳梅;;基于zigbee的大棚温湿度实时监测系统[J];无线互联科技;2014年06期

10 赵菊敏;张子辰;李灯熬;温海滨;;基于LEACH路由协议的多跳节能路由算法[J];计算机测量与控制;2014年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 魏梦珂;赵锐;郑贵省;郭伟;郭强;;基于ZigBee技术的交通基础设施警戒系统研究与设计[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 邬琼;基于ARM的多协议模式智能网关设计应用[D];黑龙江大学;2015年

2 杨珊珊;基于RFID与WSN融合技术的研究[D];西安工程大学;2013年

  本文关键词：基于ARM的多协议模式智能网关设计应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：352666