物聯(lián)網(wǎng)嵌入式網(wǎng)關(guān)的研究及組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式網(wǎng)關(guān)的研究及組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1緒論31.1課題研究背景31.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3課題研究意義和內(nèi)容62物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論基礎(chǔ)92.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述102.2基于ZigBee的無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介112.3TIZ-Stack協(xié)議棧202.4ZigBee開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)223基于ARM微處理器的嵌入式網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)253.1網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的基本要求…253.2網(wǎng)關(guān)功能模塊的組成……263.3嵌入式網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計(jì)………273.4嵌入式網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)………284物聯(lián)網(wǎng)嵌入式網(wǎng)關(guān)CortexA8DB概述294.1嵌入式網(wǎng)關(guān)Cort

2、exA8DB開(kāi)發(fā)板簡(jiǎn)介294.2嵌入式網(wǎng)關(guān)操作系統(tǒng)方案的選擇334.3OMAP3530處理器(ARM內(nèi)核)燒寫(xiě)WinCE3825軟硬件平臺(tái)的搭建及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)395.1CC2530芯片概述395.2VisualStudio2005的特點(diǎn)415.3PlatformBuilderforCE6.0簡(jiǎn)介425.4系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的搭建及組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)436總結(jié)和展望….56參考文獻(xiàn)57致謝詞58附錄1外文原文59附錄2中文譯文672山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1緒論1.1課題研究背景21世紀(jì)是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)為核心的信息時(shí)代。隨著信息技術(shù)

3、、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將到來(lái)。物聯(lián)網(wǎng)被稱(chēng)為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何物體進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是具有全面感知、可靠傳輸、智能處理特征的連接物理世界的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域,它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過(guò)各

4、類(lèi)集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,這些信息通過(guò)無(wú)線方式被發(fā)送,并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到用戶(hù)終端,從而實(shí)現(xiàn)物理世界、計(jì)算世界以及人類(lèi)社會(huì)三元世界的連通。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)并不需要較高的傳輸帶寬,但卻需要較低的傳輸延時(shí)和極低的功率消耗,使用戶(hù)能擁有較長(zhǎng)的電池壽命和較多的器件陣列。目前迫切需要一種符合傳感器和低端的、面向控制的、應(yīng)用簡(jiǎn)單的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn),而ZigBee的出現(xiàn)正好解決了這一問(wèn)題。ZigBee有著高通信效率、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、高安全性以及全數(shù)字化等諸多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使

5、得Zighee和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)完美地結(jié)合在一起。目前,基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和開(kāi)發(fā)己得到越來(lái)越多的關(guān)注。72山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)最近二十年間,以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給世界帶來(lái)了深刻變化,然而,網(wǎng)絡(luò)功能再?gòu)?qiáng)大,網(wǎng)絡(luò)世界再豐富,終究是虛擬的,與現(xiàn)實(shí)世界還是相隔的?;ヂ?lián)網(wǎng)必須與傳感網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,才能與現(xiàn)實(shí)世界相聯(lián)系。將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)相互連接,組成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò),可以進(jìn)一步發(fā)揮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),提高信息傳輸效率和質(zhì)量。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的融合將帶來(lái)新的應(yīng)用。例如,無(wú)線傳感器

6、網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的融合,一方面使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)得以借助這兩種傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息,另一方面這兩種網(wǎng)絡(luò)可以利用傳感信息實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的創(chuàng)新。多個(gè)ZigBee設(shè)備可以構(gòu)成一個(gè)無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng),在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主協(xié)調(diào)器可以對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。隨著Zighee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,如何通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(如Internett)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、控制,逐漸成為該領(lǐng)域的重要研究課題?,F(xiàn)如今因特網(wǎng)普及全球,如果能把ZigBee網(wǎng)絡(luò)同因特網(wǎng)連接起來(lái),那么在世界各個(gè)角落都可以對(duì)某個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行控制,有利于ZigBee技術(shù)的進(jìn)一

7、步發(fā)展,因此網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)就如一座橋梁緊密地聯(lián)系著ZigBee網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)。網(wǎng)關(guān)在整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中起著重要的樞紐作用,是整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的“瓶頸”之一,通過(guò)嵌入式網(wǎng)關(guān)和Internett做媒介,就使得世界范圍內(nèi)的不同監(jiān)測(cè)區(qū)域都可以信息共享,這大大縮小了物理世界的時(shí)空距離。1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度,世界多個(gè)國(guó)家和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始投入巨資,力爭(zhēng)在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命中搶占制高點(diǎn)。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬極其重視物聯(lián)網(wǎng)這種高新技術(shù)的開(kāi)發(fā),并將其視為與開(kāi)發(fā)綠色能源技術(shù)同等重要的國(guó)家戰(zhàn)略。去年年底,世界IT巨

8、頭IBM公司首席執(zhí)行官彭明盛首次拋出“智慧的地球”72山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)這一概念時(shí),其戰(zhàn)略核心就是物聯(lián)網(wǎng)。這些充分證明,要想把握好信息產(chǎn)業(yè)變革的每一次機(jī)遇,并不是偶然機(jī)遇的垂青,而是充分重視,主動(dòng)把握機(jī)會(huì)的結(jié)果。我國(guó)也在積極的把握這次難得的機(jī)遇,溫家寶總理提出了建立“感知中國(guó)”中心的工作,他指出,“當(dāng)計(jì)

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