1. 研究目的与意义
一、研究背景
网络通信是人们日常生活中不可避免的一个部分,与社会生产力的发展和社会转型都有着密切的关系,但是几乎都是单一的网络通信,所以为了能够同时满足多种网络通信,我们研究在STM32芯片的驱动基础上,能够支持多种网络通信的智能嵌入式系统。由于目前嵌入式系统芯片 80% 以上都是 ARM 内核,所以在此主要介绍针对 ARM 内核芯片的集成开发环境。一个嵌入式可执行程序的开发分为源程序编辑,汇编、编译、链接生成 .bin 二进制文件,调试、运行等开发步骤。所谓集成就是把上述几个步骤同时集成到一个开发环境之中。目前世界上针对不同的芯片集成开发环境有很多种,ARM公司针对ARM 系列芯片面向全球开发者提供 ADS 和 Keil MDK两大主流集成开发环境。ADS2020 最新版支持 Cotex-M、Cotex-A、Cotex-R 系列最新芯片,Keil MDK 完美支持Cortex-M、Cortex-R4、ARM7 和 ARM9 等系列芯片。集成开发环境使用简单方便,功能齐全,开发效率高,但因它是收费软件,阻拦了大部分中小公司对其的使用。许多高校及个人仍然使用一些低版本的集成开发环境,以利于学习[1]。嵌入式系统是一个复杂的系统,包括硬件与软件两大部分,硬件是以处理器为核心器件,再根据具体的应用需求,选择合适的外围设备,通常核心器件的选型基本决定了整个系统的软硬件架构。软件部分则包括开发环境、驱动程序、操作系统、应用程序等部分。整个嵌入式系统需要软硬件协同配合,共同完成具体的应用功能[9-10]。
二、国内外研究现状
2. 研究内容与预期目标
一、主要研究内容:
3. 研究方法与步骤
一、拟采用的研究方法
首先我们需要确立系统整体的设计方案,它包括系统软件与硬件的设计。其中硬件设计部分包括MCU和通信模块。通信模块使用LoRa、Zigbee、BLE和NB-IOT模块不通过运营商基站发送数据,而是有其自身的服务端。由于不需要移动运营商的参与,它便不需要向移动运营商支付费用,但是它也需要有自己的服务器,用于接收节点的信号,以及将信号转发至互联网,并在信息处理模块通过NB-IoT一并传输至云数据中心进行存储、分析,实现两种LPWAN技术的互补[12-14]。软件设计部分也包括硬件驱动程序和信息处理模块程序。
以下是系统总体的结构框图:
4. 参考文献
[1]潘亚文,李宏华,蒋紫韵,吴春法.嵌入式裸机程序的启动及运行[J].物联网技术,2021,11(02):66-68 71.
[2]胡乔琨.基于嵌入式实时网络卫星电视与宽带多媒体,2020(12):73-74.
[3]余鹏.基于STM32嵌入式微处理器的舰船网络通信系统设计[J].舰船科学技术,2020,42(24):133-135.
5. 工作计划
序号 | 起讫日期 | 工作内容 |
(1) | 2021年2月26日- 2021年3月02日 | 对研究课题《支持多种网络通信的智能嵌入式系统》进行调研和查阅文献资料 |
(2) | 2021年3月05日- 2021年3月09日 | 确立系统整体的设计方案,通过调研了解整个系统大体的设计思路 |
(3) | 2021年3月12日- 2021年3月23日 | 研究系统硬件方面的设计,确定MCU、BLE模块、Zigbee模块、Lora模块、NB-Iot模块 |
(4) | 2021年3月26日- 2021年4月13日 | 研究通信模块驱动方面的设计,进行检测模块程序和信息处理程序 |
(5) | 2021年4月26日- 2021年5月11日 | 对STM32和四中通信模块进行组装并联合调试,对实验结果进行误差分析,以求实验方案的改进 |
(6) | 2021年5月14日- 2021年5月18日 | 对实验结果进行误差分析,以求实验方案的改进 |
(7) | 2021年5月21日- 2021年6月08日 | 完成毕业设计的所有测试,最后进行论文的撰写 |
(8) | 2021年06月11日- 2021年06月15日 | 整理毕设的相关资料,制作一个ppt,准备答辩 |
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