【摘要】：無線通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一,本文面向無線通信前端,通過研究針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線通信前端控制架構(gòu)及無線通信協(xié)議,設(shè)計(jì)了一套適用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線通信前端控制系統(tǒng),包括三個(gè)方面:1.無線通信前端控制接口設(shè)計(jì);2.嵌入式無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì);3.應(yīng)用層軟件接口設(shè)計(jì)。本文主要工作及創(chuàng)新如下:(1)針對無線通信協(xié)議差異造成的無線通信前端兼容性問題,設(shè)計(jì)了一種高適用性的無線通信前端控制接口。本文選取SPI(Serial Peripheral Interface,串行外設(shè)接口)總線協(xié)議設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口。通過分析不同無線通信協(xié)議,設(shè)計(jì)可自定義數(shù)據(jù)幀格式的數(shù)據(jù)處理模塊。為方便測試控制接口功能,設(shè)計(jì)可使用數(shù)據(jù)直通模式的測試模塊。同時(shí),本文為解決控制接口在處理外部觸發(fā)信號時(shí)功耗過高的問題,設(shè)計(jì)了一種在不影響性能的前提下降低功耗的外部信號觸發(fā)方法。(2)基于STM8L151G芯片設(shè)計(jì)完成了嵌入式無線通信系統(tǒng)。設(shè)計(jì)使用三種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式,通過測試比較各自適用的范圍。同時(shí),嵌入式無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含標(biāo)準(zhǔn)SPI接口、UART接口以及低功耗模式等功能模塊,能夠滿足大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求,可為嵌入式通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考。(3)針對無線通信前端控制系統(tǒng)的應(yīng)用層需求,基于上位機(jī)設(shè)計(jì)軟件接口。實(shí)現(xiàn)了ActiveX控件和API函數(shù)兩種常用的上位機(jī)通信方法,設(shè)計(jì)并使用一種改進(jìn)多線程的API函數(shù)方法,該方法可有效解決常用方法存在的問題。同時(shí),本文為上位機(jī)與MCU的通信過程設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。經(jīng)驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信前端控制系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常,本文提出的各種設(shè)計(jì)方案均已達(dá)到預(yù)期目的,可廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng),為相關(guān)設(shè)計(jì)、測試工作提供規(guī)范接口,具有一定的工程價(jià)值。
【圖文】：

圖 2.1 控制接口架構(gòu)表 2.2 接口定義名稱 功能CLK_SYS 全局時(shí)鐘RESET_N 全局復(fù)位信號SPI_CS SPI 片選信號SPI_CLK SPI 時(shí)鐘信號SPI_MOSI SPI 主輸出從輸入SPI_MISO SPI 主輸入從輸出S0 測試管腳 0S1 測試管腳 1S2 測試管腳 2S3 測試管腳 3IRQ 中斷輸出管腳DECODE_OUT FM0 編碼后輸出

圖 2.2 數(shù)據(jù)通信接口架構(gòu)表 2.3 數(shù)據(jù)通信接口信號定義名稱 功能TX_DATA 8 位發(fā)送 FIFO 數(shù)據(jù)信號TX_CLK 1 位發(fā)送 FIFO 時(shí)鐘信號TX_EN 1 位發(fā)送 FIFO 使能信號RX_DATA 8 位接收 FIFO 數(shù)據(jù)信號RX_CLK 1 位接收 FIFO 時(shí)鐘信號RX_EN 1 位接收 FIFO 使能信號SPI 總線協(xié)議的規(guī)定，需要區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)闹鳈C(jī)和從機(jī)，考口的可拓展性，將數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計(jì)為從機(jī)。通信時(shí)序定為讀取數(shù)據(jù)，，下降沿寫入數(shù)據(jù)。傳輸方式定為低位在前，高位位，設(shè)計(jì)使用最高速率 8 Mbps，SPI 時(shí)序如圖 2.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.44;TN92

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張焱;任勇峰;齊蕾;姚宗;;基于FPGA的CRC校驗(yàn)算法的實(shí)現(xiàn)[J];電子器件;2015年01期

2 杜平;;基于FPGA的FM0編碼設(shè)計(jì)[J];移動(dòng)通信;2014年16期

3 李明明;錢肇鈞;;基于IEEE 802.11ah協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)1GHz以下候選頻段分析[J];數(shù)字通信世界;2014年06期

4 徐金茍;;低能耗藍(lán)牙4.0協(xié)議原理與實(shí)現(xiàn)方法[J];微型電腦應(yīng)用;2012年10期

5 張吉婷;李澤滔;;基于TRF7960的讀寫器的設(shè)計(jì)[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年18期

6 王志雄;;基于DSRC的ETC中RSU和OBU的優(yōu)化配置分析[J];計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程;2012年09期

7 關(guān)珊珊;周潔敏;;基于Xilinx FPGA的SPI Flash控制器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J];電子器件;2012年02期

8 劉敏;陳金鷹;唐偉;李菊;;基于FPGA的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)SPI接口設(shè)計(jì)[J];電視技術(shù);2012年05期

9 章輝;葉建芳;葉建威;;基于MSComm控件串口通信的實(shí)現(xiàn)[J];電子測量技術(shù);2011年08期

10 黃曉波;;基于Windows API的異步串口通信軟件設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年16期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張三山;ETC系統(tǒng)中DSRC協(xié)議軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

2 徐金茍;藍(lán)牙4.0底層核心技術(shù)協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2012年

3 李欣;超高頻RFID讀寫器數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)及CRC校驗(yàn)碼算法研究[D];湖南大學(xué);2012年

本文編號：2628775