【正文】 要采用一種交叉編譯的開發(fā)模式，即為HHARM6410 開發(fā)驅(qū)動(dòng)及應(yīng)用時(shí)，把相關(guān)代碼的編輯、編譯等工作寄宿到一臺(tái)PC 機(jī)上去完成，PC 機(jī)上編譯后的二進(jìn)制代碼想辦法放到開發(fā)板上去執(zhí)行的方式，而不是在開發(fā)板上去編輯、編譯相關(guān)程序。對(duì)于HHARM6410，它提供的所有軟件（操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件）都固化在板上FLASH 里面，就相當(dāng)于PC 機(jī)的硬盤。最上層為應(yīng)用層，包括了Zigbee模塊的應(yīng)用程序等。整個(gè)系統(tǒng)的軟件框圖如圖33所示。（6）兩個(gè)USB(一個(gè)host,一個(gè)device)接口 （7）還有WIFI 模塊實(shí)現(xiàn)無線通訊功能等其他組件 嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)下述的基本功能：（1）數(shù)據(jù)包的收發(fā)；（2）數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)；（3）收發(fā)裝置的配置與實(shí)現(xiàn)。（5）一個(gè) 10M/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)接口176。（4）兩個(gè)四線RS232 接口176。（3）2X64Mbytes 16 位DDRRAM176。 （2）1Gbytes 8 位 NAND FLASH176。176。176。 176。 （5）多達(dá)64 個(gè)中斷源的中斷控制器 ；176。 （3）32 位數(shù)據(jù)總線和32 位外部地址總線 ；176。1．S3C6410 微處理器的主要特性有：s （1）ARM11 嵌入式處理器內(nèi)核，主頻可達(dá)667MHz；176。系統(tǒng)具有體積小、耗電低、處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠裝載和運(yùn)行嵌入式Linux 操作系統(tǒng)。為應(yīng)用研發(fā)提供了充足的空間。該款套件核心板的尺寸僅相當(dāng)于一個(gè)48mm*67mm 的方塊的大小。 HHARM6410開發(fā)套件 HHARM6410 是華恒科技推出的用于高端手持設(shè)備、微型智能控制設(shè)備的開發(fā)套件。網(wǎng)關(guān)控制模塊是整個(gè)網(wǎng)關(guān)的核心，用于運(yùn)行所有應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序。 嵌入式網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)圖31 嵌入式網(wǎng)關(guān)的硬件系統(tǒng)框圖嵌入式網(wǎng)關(guān)的硬件系統(tǒng)框圖如圖31所示。本章詳細(xì)的闡述了嵌入式網(wǎng)關(guān)軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。外網(wǎng)控制模塊中，可以提供Internet的接入方式。（2）Zigbee接入點(diǎn)負(fù)責(zé)Zigbee WPAN的組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的接入，通常Zigbee組成的WPAN用于低速率的數(shù)據(jù)傳輸，Zigbee模塊可通過串口與網(wǎng)關(guān)控制模塊連接。（1）IEEE ，從功能上來說具有AP的功能。網(wǎng)關(guān)的原理框圖如圖29所示，分為兩大模塊：終端接入接口模塊、網(wǎng)關(guān)控制模塊，各模塊可通過無線鏈路與其各自設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。它既要運(yùn)行Zigbee協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)ZigBee/WiFi互連的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖28所示圖28 ZigBee/WiFi互連的協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的嵌入式網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)在本次課題提出的融合WPAN和WLAN的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合方案中，網(wǎng)關(guān)是關(guān)鍵設(shè)備，主要功能就是無線接入、組網(wǎng)、路由和協(xié)議轉(zhuǎn)換等。 WPAN與WLAN融合的協(xié)議棧模型從理論上看，WiFi和ZigBee網(wǎng)絡(luò)融合可從網(wǎng)絡(luò)層或MAC層進(jìn)行融合。另外，網(wǎng)關(guān)還在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)間起一個(gè)路由器的功能，這樣，相當(dāng)于把前面提到的每個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備各通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)接入到LAN方案中的兩個(gè)網(wǎng)關(guān)合二為一。此方案的關(guān)鍵在于兩個(gè)基于不同物理層和鏈路層的網(wǎng)絡(luò)之間引入了一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。針對(duì)這種情況，我們提出了一種用一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)兩個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方案。 WPAN與WLAN融合的解決方案 WPAN與WLAN融合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于處于Zigbee WLAN中的筆記本電腦通信的問題，一種解決方案是給Zigbee WLAN分別加入一個(gè)有線網(wǎng)關(guān)，這樣Zigbee WLAN都能通過各自的有線網(wǎng)關(guān)接入到LAN，然后通過LAN實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。2G，3G、WLAN、WPAN都有自己的適用范圍，它們之間的融合將可以為用戶提供較為理想的通信環(huán)境。WLAN的高數(shù)據(jù)傳輸率和低建網(wǎng)成本正好是3G網(wǎng)絡(luò)的有力補(bǔ)充，目前已有很多關(guān)于WLAN和2G、3G的融合方案。從運(yùn)營(yíng)商的角度，為了保護(hù)原有2G網(wǎng)絡(luò)的投資，以及2G網(wǎng)絡(luò)用戶的權(quán)益，3G必須和2G網(wǎng)絡(luò)融合。目前，2G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為用戶最多、網(wǎng)絡(luò)最成熟的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)。目前，每種無線接入技術(shù)在容量、覆蓋、數(shù)據(jù)速率和移動(dòng)性支持能力等方面各有長(zhǎng)短，任何一種無線網(wǎng)絡(luò)都不可能滿足所有的用戶需求。提供盡力而為服務(wù)的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，如WiMAX，WLAN和WiFi，與提供具有電信級(jí)質(zhì)量保障的2G和3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必將朝著統(tǒng)一的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，泛在化、協(xié)同化和異構(gòu)融合成為未來寬帶無線通信發(fā)展的主旋律。寬帶化、移動(dòng)化、IP化成為無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，WiMAX將與B3G技術(shù)殊途同歸。如圖25和表22所示，多樣化的無線接入技術(shù)具有不同的特性和業(yè)務(wù)提供能力，適應(yīng)不同場(chǎng)景下用戶對(duì)通信服務(wù)個(gè)性化的需求。其中，地址地址序列控制、地址4和幀控制字段只在某些類型幀中出現(xiàn)。由于各種無線接入的協(xié)議都是規(guī)范在下三層，從IP層開始上層不討論。也就是說，廠商不用耗費(fèi)資金來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。廠商只要機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)所即可。雖然由WiFi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信的質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？?，可以達(dá)到11Mb/s，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑只有50英尺左右，約合15m，而WiFi的半徑則可達(dá)300英尺左右，約合100m，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。具有WiFi認(rèn)證的產(chǎn)品符合IEEE ，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的WLAN標(biāo)準(zhǔn)。1999年增加了兩個(gè)補(bǔ)充版本: ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mb/s的物理層， ISM頻段上且數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)11Mb/s的物理層。 ，只是定義了分配系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)（service）。物理上它們可能互相重疊。這也是一個(gè)邏輯成分，用于將無線局域網(wǎng)與有線局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。分配系統(tǒng)也可以使用各種各樣的技術(shù)。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。接入點(diǎn)既有普通站點(diǎn)的身份，又有接入到分配系統(tǒng)的功能。分配系統(tǒng)使用的媒介（medium）邏輯上同基本服務(wù)單元使用的媒介是截然分開的，盡管它們物理上可能會(huì)是同一個(gè)媒介，例如同一個(gè)無線頻段。（3）分配系統(tǒng)（DS，Distribution System）。最簡(jiǎn)單的服務(wù)單元可以只由兩個(gè)站點(diǎn)組成。（2）基本服務(wù)單元（BBS，Basic Service Set）。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以自由直接（Ad Hoc）的方式進(jìn)行，也可以在基站（BS）或者訪問點(diǎn)（AP）的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。WiFi的第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問控制層（MAC層）和物理層。 采用64位出廠編號(hào)并支持AES128加密。 Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和健全功能，加密算法采用通用的AES128。（4）網(wǎng)絡(luò)容量大。（3）時(shí)延短。（2）可靠。Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)包括以下幾方面：（1）省電。不同的是，Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸建立的，而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信建立的；每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬元人民幣以上，而每個(gè)Zigbee“基站”卻不到1000元人民幣；每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì)象，例如傳感器連接，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料；除此之外，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可以在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，同多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無線連接。Zigbee是一個(gè)由可多達(dá)65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)。圖23 信道分配（ISM）領(lǐng)域，定義了兩個(gè)工作頻段：，如圖23所示。另外，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織和自維護(hù)，以最大程度地方便消費(fèi)者使用，降低網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。應(yīng)用匯聚層把不同的應(yīng)用映射到Zigbee網(wǎng)絡(luò)上，主要包括安全屬性設(shè)置和多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的匯聚等功能。完整的Zigbee協(xié)議棧模型如圖21所示。所有這些公司都參加了負(fù)責(zé)開發(fā)Zigbee物理和媒體控制層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 。到目前為止，除了Invensys、三菱電子、摩托羅拉以及飛利浦等國(guó)際知名的大公司外，該聯(lián)盟大約已有25家成員企業(yè)，并在迅速發(fā)展壯大，其中涵蓋了半導(dǎo)體生產(chǎn)商、IP服務(wù)提供商、消費(fèi)類電子廠商及OEM商等。2002年下半年，英國(guó)Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司四大巨頭共同宣布，它們將加盟“Zigbee聯(lián)盟”，以研發(fā)名為Zigbee的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)。Zigbee聯(lián)盟還開發(fā)了安全層，以保證這種便攜設(shè)備不會(huì)意外泄漏其標(biāo)識(shí)，而且這種利用網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸不會(huì)被其他節(jié)點(diǎn)獲得。Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE ，這是IEEE 無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，被稱作IEEE (Zigbee) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，所以它們的通信效率非常高。它此前被稱作HomeRF Lite或FireFly無線技術(shù)，主要用于近距離無線連接。隨著移動(dòng)通信和寬帶無線接入的迅猛發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到未來移動(dòng)通信發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)不再是某種技術(shù)一統(tǒng)天下，而是多種無線接入技術(shù)共存、相互補(bǔ)充，提供多樣化的接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)無縫的移動(dòng)性，有效地滿足個(gè)人通信和信息獲取的需求。最后針對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)提出了相關(guān)的拓展技術(shù)。第五章 基于嵌入式網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)介紹了無線AP的設(shè)置。第四章 嵌入式網(wǎng)關(guān)中接入點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先設(shè)計(jì)了硬件平臺(tái)的總體方案，采用了基于嵌入式處理器三星S3C6410為核心的硬件平臺(tái)。第三章 基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的嵌入式網(wǎng)關(guān)軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。第二章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合設(shè)計(jì)要求和總體方案。本文共分五章，各章的主要內(nèi)容如下：第一章 緒論。 論文的主要內(nèi)容以及各章節(jié)安排本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究Zigbee網(wǎng)絡(luò)和Wifi網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)，提出了一種基于嵌入式Linux的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合方案，設(shè)計(jì)了在嵌入式Linux平臺(tái)上融合WLAN和WPAN的無線接入設(shè)備的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。為了實(shí)現(xiàn)泛在傳感網(wǎng)信息的通信并支持與2G、3G等公眾移動(dòng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的通信及最終的網(wǎng)絡(luò)融合，需要對(duì)相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。它屬于感知/延伸層。它屬于網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)層。它屬于網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用層。泛在傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可分成3個(gè)部分。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，傳感器普遍都是小功率的，但可以通過分布大量的傳感點(diǎn)來彌補(bǔ)這個(gè)不足。因此，傳感網(wǎng)可以看做是物聯(lián)網(wǎng)的周邊延伸網(wǎng)之一。它最主要的特征是利用各種各樣的傳感器加上近距離無線通信技術(shù)，比如說Zigbee這樣的技術(shù)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。泛在傳感網(wǎng)指的是廣泛存在的傳感網(wǎng)。 WiFi目 錄第一章 緒論 1 1 論文的主要內(nèi)容以及各章節(jié)安排 2第二章 異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)概述及總體方案 3 3 典型的短距離無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 3 Zigbee 3 WiFi 6 多種無線接入網(wǎng)絡(luò)的共存與融合 8 WPAN與WLAN融合的解決方案 11 WPAN與WLAN融合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 11 WPAN與WLAN融合的協(xié)議棧模型 11 基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的嵌入式網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì) 12第三章 基于Zigbee與WiFi融合的嵌入式網(wǎng)關(guān) 軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 嵌入式網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 14 HHARM6410開發(fā)套件 15 嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì) 16 嵌入式操作系統(tǒng) 17 基于嵌入式Linux的軟件開發(fā) 18 嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn) 20第四章 嵌入式網(wǎng)關(guān)中接入點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 WLAN接入點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 基于無線AP設(shè)備的WLAN實(shí)現(xiàn) 21 Zigbee WPAN接入點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 24 Zigbee節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 24 Crossbow公司基于mesh的無線傳感網(wǎng)WSN 26第五章 基于嵌入式網(wǎng)關(guān)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 32 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建與測(cè)試 32 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境 32 系統(tǒng)的測(cè)試步驟及結(jié)果 39結(jié)束語(yǔ) 43致 謝 44附錄A 46 南京郵電大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論 近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)寬帶化、移動(dòng)和固定通信日趨融合，傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用前景日漸廣闊，電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣電網(wǎng)融合趨勢(shì)明顯，跨網(wǎng)絡(luò)、無縫銜接以及無所不在的物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)正在形成，能夠?qū)崿F(xiàn)人與人、人與物乃至物與物之間隨時(shí)隨地溝通的全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 embedded Linux。并針對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)一步提出了相關(guān)的技術(shù)拓展。最后利用Crossbow公司基于mesh的無線傳感網(wǎng)和ZCOM公司的無線AP設(shè)備分別組建了WPAN和WLAN網(wǎng)絡(luò)，搭建了Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與WiFi網(wǎng)絡(luò)融合的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)。本課題首先介紹了Zigbee和WiFi兩種典型的短距離無線通信技術(shù)特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，并對(duì)各種不同網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，網(wǎng)絡(luò)融合是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以及通信技術(shù)和通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的方向。Zigbee技術(shù)是一種新興的短距離，低功耗，低速率的無線接入技術(shù)，主要用于無線個(gè)域網(wǎng)的近距離無線通信。另外，隨著個(gè)人通信理念的發(fā)展，無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）已成為受人矚目的新熱點(diǎn)，它以個(gè)人通信為中心，將周圍所有電子電器設(shè)備組成一個(gè)自組織的網(wǎng)絡(luò)，滿足個(gè)人隨時(shí)隨地通信的需要。大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目Zigbee網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)專 業(yè)通信工程學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師指導(dǎo)單位通信技術(shù)研究所 日期： 摘 要近年來，無線局域網(wǎng)（WLAN）由于其在數(shù)據(jù)通信方面能為用戶提供方便快捷的高速無線數(shù)據(jù)接入和Internet服務(wù)取得了廣泛的應(yīng)用。WLAN技術(shù)的日趨成熟以及WLAN在接入速率和適應(yīng)環(huán)境上與3G網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)性，使得WLAN的應(yīng)用已經(jīng)從單純有線網(wǎng)絡(luò)的延伸拓展