一种基于ARM的无线家庭网关的研究与实现

摘要

智能住宅伴随着计算机、通信、网络和控制技术的发展而出现，是技术进步带给人类的家居生活的一个巨大变化。家庭网关作为智能住宅的核心设施，把由信息家电、功能各异的传感器、PC及其外设等构成的家庭内部网络和小区局域网联系起来，进而接入国际互联网，实现信息共享、远程控制、集中管理等功能，彻底改变家庭单元是互联网时代“信息孤岛”的局面。随着新技术的出现，家庭网关的设计也被注入了新的活力。本文介绍的就是一种融合蓝牙技术和GPRS技术的嵌入式家庭网关。 本文提出并研究设计了一种基于ARM的嵌入式应用系统。首先，选择能满足控制功能、应用广泛的高性能处理器AT91M40800作为无线家庭网关的核心；然后，选择应用广泛、源代码公开的嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ作为无线家庭网关的操作系统；最后，采用GPRS模块和Bluetooth模块，为无线家庭网关提供经济，完善的解决方案。论文最后给出了基于自行设计的仿真平台的无线家庭网关的实验结果。

目录

文摘

英文文摘

声明和关于论文使用授权的说明

1绪论

1.1课题的来源及背景

1.2无线家庭网关系统目前国内外研究现状

1.3 家庭网关系统的功能及特点

1.3.1 家庭自动化

1.3.2家居信息化

1.3.3 家庭网关性能特点分析

1.4 课题要求及主要研究内容

2嵌入式系统综述

2.1嵌入式系统简介

2.1.1嵌入式系统的定义

2.1.2嵌入式系统的特点

2.2嵌入式系统的分类

2.3嵌入式系统的应用领域

2.4嵌入式系统的发展趋势

3无线家庭网关系统的相关技术

3.1 ARM微处理器

3.1.1 ARM微处理器概述

3.1.2ARM微处理器的应用领域

3.1.3ARM微处理器的特点

3.1.4 ARM微处理器系列

3.1.5ARM7微处理器系列

3.1.6ARM微处理器RISC体系结构

3.1.7ARM微处理器的寄存器结构

3.1.8ARM微处理器的指令结构

3.1.9ARM微处理器的应用选型

3.2嵌入式实时操作系统UC/OS-Ⅱ

3.2.1 uC/OS-Ⅱ 简介

3.2.2 uC/OS-Ⅱ应用程序基本结构

3.2.3 一些重要的uC/OS-ⅡAPI介绍

3.2.4 uC/OS-Ⅱ 多任务实现机制分析

3.3 蓝牙技术概述

3.3.1蓝牙综述

3.3.2蓝牙网络技术

3.3.3蓝牙技术的发展前景

3.4 GPRS技术概述

3.4.1 GPRS 技术特点

3.4.2 GPRS的应用

3.4.3 GPRS市场发展的优势

4无线家庭网关的设计与实现

4.1无线家庭网关总体方案

4.1.1家庭网关外接方案

4.1.2芯片和各种硬件模块的选型及原理图

4.1.3 EmbestIDE简介

4.2无线家庭网关的驱动程序

4.2.1系统启动程序的设计

4.2.2 LCD及键盘驱动程序的设计

4.3嵌入式操作系统UCOS-Ⅱ的移植

4.3.1 uC/OS-Ⅱ在无线家庭网关中的移植

4.3.2 对uC/OS-Ⅱ 在使用中的一些改进

4.4 无线家庭网关的相关协议

4.4.1 TCP/IP协议栈

4.4.2 蓝牙协议栈

4.5 无线家庭网关应用程序的开发

4.5.1 仿真平台的建立

4.5.2 网关开发实验

5结论

5.1论文工作总结

5.2课题的后续工作建议

致谢

参考文献

附录1图表索引

附录2软件文档

(一)系统启动程序

(二)中文模块液晶显示器驱动程序

(三)键盘驱动程序

(四)OS_CPU_C.C

(五)OS_CPU.S

(六)超级终端显示程序