基于LwIP和USB的无线传感器网络数据中转器的软件设计与实现

摘要

无线传感器网络是一门新兴技术，是由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点构成的自组织、分布式网络系统。通常，无线传感器网络获取的数据通过GPRS通信方式被传输到远程的上位机上，从而实现监测现场数据的远程获取，但是一旦某个地方没有GRPS信号或信号很弱时(如地下)，则无线传感器网络将无法与上位机进行通信，整个系统将存在失效的可能性。
　　本文提出直接使用以太网方式连通远程的上位机，既避免了因GPRS信号不好引起的不能与上位机通信的情况，又能保证通信的稳定性，并且在抗干扰性和通信速率上都好过GPRS方式。另外对数据中转器增加USB接口功能，使得工作人员能在不拆下SD卡的情况下，也能通过USB接口获得SD卡里的数据。这点在数据中转器不能与上位机通信时，便捷性最能体现出来。
　　本文对这种方案进行详细的软件设计移，包括植μC/OS-II实时操作系统到LPC2148处理器上、移植LWIP协议栈到μC/OS-II上、移植USB协议的MASS STORAGE设备类协议到μC/OS-II上，然后在这个软件平台上进行应用程序的开发。
　　最后本文介绍了系统功能的测试，包括以太网通信测试、USB功能测试和系统联合测试。本文对测试结果进行了分析，对相关功能的实现情况进行科学判断。
　　目前，该系统的协议移植设计、驱动编写、系统应用软件设计及软件调试工作已经完成，系统性能基本能达设计计划的预期目标。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 无线传感器网络国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 数据中转器的硬软件开发平台

2.1 数据中转器硬件平台介绍

2.2 数据中转器的软件平台介绍

2.3 本章小节

第三章 数据中转器软件平台的建立

3.1 μC/OS-II的分析与移植

3.2 嵌入式TCP/IP协议栈的分析及其移植

3.3 嵌入式USB协议的实现

3.4 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1系统设计基本流程

4.2 以太网通信功能模块软件设计

4.3 USB通信模块软件设计

4.4 系统整合

4.5 本章小结

第五章 系统测试

5.1 软件测试环境介绍

5.2 以太网通信功能测试

5.3 嵌入式USB测试

5.4 联合测试

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

硕士期间的科研和研究成果