多种近距离无线接入的嵌入式异构多模网关的研究

摘要

随着网络技术的不断进步，网络融合实现信息资源共享是未来发展的方向，现有面向家庭等应用环境的网关或平台相对于多种接入技术和异构模式，在成本、速度等方面存在局限性。针对目前存在的问题，本课题计划采用ARM-Linux架构，研究基于异构Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth等近距离无线接入技术的网络融合综合网关，建构具有扩展性的软硬件总体架构；在多种接入技术支持下，实现异构无线网络融合；同时考虑与物联网业务结合，为PC、手机等使用提供有益的支持。
　　本文首先对几种近距离无线接入技术和嵌入式异构多模网关的国内外研究现状进行的分析，在完成搭建高性能嵌入式系统平台的基础上，实现WiFi、ZigBee、Bluetooth等多种近距离无线技术的接入，针对现有的单一接入方式系统平台存在局限性以及普通网关组网功能单一、模块分离、集成度低的情况，提出了一种基于多种近距离无线接入的嵌入式异构多模网关的软硬件实现方案。
　　其次，在分析三种无线接入技术协议的基础上，研究并开发一种基于不同类型网络之间协议转换的嵌入式网关，用于实现 WiFi和 ZigBee、WiFi和Bluetooth等两种不同类型无线网络之间的协议转换和数据转发，从而达到不同网络之间的互联互通，实现异构网络之间的融合。智能手机等终端可以通过Wifi、GPRS与系统平台建立连接，从而更有效的实现用户与网络间的信息传递。
　　最后，本文在实现两种网络融合方案的基础上，通过自定义协议的设计实现 WiFi与ZigBee、WiFi与Bluetooth网络之间的数据传输，并对整体系统的性能进行了详细的分析和测试。本文研究设计的嵌入式异构多模网关部分成果在企业中已经有所应用，对产品性能的提升提供了帮助。

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英文摘要

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 论文研究内容及章节安排

2 系统关键技术和关键理论

2.1 近距离无线接入技术

2.2 关键理论

2.3 本章小结

3 系统软硬件平台

3.1 系统硬件平台

3.2 系统软件平台及其建构

3.3 本章小结

4 异构网络融合建构方案

4.1 网络融合划分方式

4.2 网络融合总体方案

4.3 无线技术接入点的软件设计

4.4 嵌入式网关软件平台的实现

4.5 本章小结

5 网关系统性能分析与测试

5.1 异构网络间干扰分析

5.2 试验系统的搭建与测试

5.3 ZigBee传输误码率测试

5.4 本章小结

6 全文总结

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 WiFi-ZigBee网络融合核心代码

附录2 WiFi-Bluetooth网络融合核心代码

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果