WIFI星形无线监控自组网系统设计

无线网络监控方案-无线组网方案1 前言及项目概要1.1 前言随着网络技术的发展，人们的信息通讯的要求也越来越高。

要求重新布设数据线缆，不仅增大施工难度，造成房屋及周边环境结构的破坏，而且也会浪费资金，特别是相对偏远的区域，如果布设数据线缆，将大大增加投入成本。

为了充分解决了这一问题，基于802.11、微波技术的无线传输网络得到的快速的发展和应用，它提供了一种基于标准的、能满足未来发展需求的信息高速公路通道。

无线传输作为有线传输的补充及延伸，其优势特点逐渐显现出来。

它既实现本地用户之间的数据交换和传输，也能使用户通过无线设备与外部数据网络相连接。

提供给用户多种业务的服务（INERTNET、VOIP、VOD等），该系统具有灵活性、开放性和扩展性，能够满足用户目前和将来的信息传输和交换的需要。

在本建议书中，我们将全面介绍Proxim系列产品支持远距离、高速率传输的产品，免去了有线/光纤安装费用和常规的每月费用，以低廉的价格提供载波级的通信性能。

1.2 项目名称xx小区无线监控1.3 系统需求实现监控中心与48个监控点的视频数据传输。

2 Proxim无线设备产品简介2.1 Proxim公司简介Proxim公司是Wi-Fi和无线宽带网络应用的全球无线网络设备领导厂商，与Intel及Microsoft公司共同成立了WiMAX（即下一代无线产品标准）论坛，也是Wi-Fi战略联盟的重要成员，在纳斯达克股票交易市场公开上市，股票代码为：PROX。

公司为移动企业、安全及监督、“最后一英里”接入、语音和数据骨干网传输、公共热点和城市地区网络等企业和服务供应商客户提供无线解决方案。

公司产品系列包括：获得多项大奖的ORINOCO W-LAN产品、Tsunami以太网桥、Lynx点对点数字无线电通讯设备。

Proxim是全球唯一一家能在大楼内以及在不同位置间提供整套无线局域网（LAN）和广域网（WAN）产品和安全连接网络的制造商。

目录摘要 (Ⅱ)1.方案设计 (1)1.1总体方案设计 (1)1.2中央处理器的选择 (1)1.3总线选择 (2)1.4传感器和执行器的选择 (3)1.5电源电路 (6)2.硬件选型与接口设计 (7)2.1通信接口，分配通信接口的引脚分布 (7)2.2有线通信方式、通信协议 (7)2.3无线通信方式、通信协议 (8)3.系统功能验证与联调 (10)3.1单片机初始化程序 (10)3.2 ESP8266模块的调试 (14)4.总结与致谢 (16)5.参考文献 (17)摘要WIFI是一种可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术。

近几年，WIFI无线通信技术得到了迅速发展，WIFI已成为当今无线网络接入的主流标准。

国内外许多地区都提供了WIFI信号覆盖域，只要随身携带的电子产品上有WIFI终端，便可接入互联网。

ARM是目前进行便携式电子产品开发的主流芯片，因此，对ARM架构下WIFI无线通信终端的研究具有非常重要的意义。

本次设计完成WIFI星型无线监控自组网的系统设计。

运用各类传感器、执行器、单片机、I/O接口和现场总线等知识，完成该系统的硬件方案、设备选型和系统设计。

系统以8-32位单片机或ARM处理器为核心，以WIFI网络系统为平台，设计以路由器为核心的星型网络，实现DHCP自动分配IP地址，并实现IP地址和设备编号的对应，能够实时查询设备状态，具备自组网功能。

本设计按照电路设计的一般规范、产品设计流程进行系统设计，并依照国家标准，做到“成本低、功能强、使用方便、可靠性高”的基本要求。

1.方案设计 1.1总体方案设计按照系统需求，对本WIFI 无线通信终端的总体方案进行了设计，其软硬件结构由无线移动终端由AT89C52为核心搭建而成，从功能上无线移动终端可以分成三个子系统：（1）ARM 子系统：主要包括AT89C52芯片以及周边存储电路、接口转换电路和供电、晶振、复位电路组成，该部分驱动无线网卡和运行通信程序进行WIFI 通信，并且提供人机交互接口，接受上位PC 机和手机的监控（通过串口）；（2）WLAN 子系统：主要包括EPS8266WIFI 模块部分，负责无线信号的发送，功率放大/滤波，混频，基带处理等功能，并且与ARM 子系统串口进行快速有效的数据通信；外加无线网卡部分，进行PC 机通信（3）PC 机和手机部分，主要负责2.4GHZ 无线信号的接收并显示，系统结构图如下：图1.1 系统总体结构图1.2 中央处理器的选择中央处理器是整个计算机的大脑，它由运算器和控制器组成的 ，中央处理器的好坏大大决定了计算机的运算速度。

无线自组网设计思路1．无线自组网的协议栈描述根据Ad hoc网络的特征，参考OSI（Open System Interconnect）的经典七层协议模型及TCP/IP的体系结构，一般将Ad hoc网络的协议栈划分为5层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

各层的功能可描述如下：1.1物理层物理层的功能包括信道的区分和选择、无线信号的检测和调制/解调等。

由于多径传播带来的多径衰落、码间干扰，以及无线传输的空间广播特性带来的节点间的相互干扰，使得Ad hoc网络传输链路的带宽容量很低。

因此，物理层的设计目标是以相对低的能量消耗，获得较大的链路容量。

为了实现这样的目标，需要采用先进的调制/解调、信道编码、多天线、自适应功率控制、干扰抵消以及速率控制等技术。

1.2数据链路层MAC子层控制着移动节点对于共享无线信道的访问，它包括两方面功能，一是信道的划分，即如何把频谱划分为不同的信道；二是信道分配，即如何把信道分配给不同的节点。

信道划分的方法包括频分、时分、码分或这些方法的组合。

在Ad hoc网络中，为了克服无线网络中的隐藏终端和暴露终端的问题，通常采用的信道接入机制包括了随机竞争机制、轮询机制、动态调度机制等。

LLC子层负责向网络提供统一的服务，屏蔽底层不同的MAC方法。

具体包括数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。

1.3网络层网络层需要完成邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互连的功能。

邻居发现主要用于收集网络拓扑信息。

路由协议的作用是发现和维护去往目的节点的路由，将网络层分组从源节点发送到目的节点以实现节点之间的通信。

路由协议包括单播路由和多播路由协议，此外还可以采用虚电路方式来支持实时分组的传输。

1.4传输层传输层向应用层提供可靠的端到端服务，使上层与通信子层（下三层的细节）相隔离，并根据网络层的特性来高效的利用网络资源。

目前Ad hoc网络的传输层采用的协议主要是对传统有线网络中传输层协议（TCP、UDP）的改进，以适应Ad hoc网络独特的网络特性。

基于无线自组网技术的监控系统设计摘要：设计一套基于无线自组网技术的监控系统，旨在对运输及库存中的重要产品进行远距离监控，避免繁琐的人工管理过程。

从通信组网、硬件设计方面介绍了初步方案设计，拟利用短距离、低耗的WSN 实现相对静止空间内的组网，利用MANET 实现相对运动时的组网，以实现全国范围内的，信息传递时间小于5 分钟的动态监控网络。

无线传感器网络（WSN）和移动自组织网络（MANET）是无线自组织网络技术中由于应用场合、移动特性、寻址方式等的不同而产生两个分支，它们的网络均由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成[1].这些网络适应了应用中对网络和设备移动性的要求，从而引起关注，并在20 世纪90 年代以后获得广泛的认可和研究。

历经十几年，WSN 和MANET 在国外军事通信和民事通信领域发展迅速，已展现出作为未来Internet 重要组成部分的不可阻挡的趋势。

笔者提出基于无线自组网技术的监控系统的设计，旨在实现对某些重要产品在全国范围内的库存、运输过程中的数量、位置以及各种状态进行持续地监控，避免繁琐的人工管理过程，提高管理效率。

良好的通信系统设计是本系统关键，其涉及地面运输和库存，在运输车厢内及库房时产品活动空间不大，位置相对静止，信息传递需要短距离、低耗方式，而在运输过程中，需要远距离传输将信息传送至监控中心，并且当多种产品处于不同的运输工具中时，各运输工具之间的信息交互需要动态联网方式，以提高在屏蔽地点信号传输能力。

因此提出WSN、MANET 及传统通信技术相结合的方式作为本系统网络通信手段。

1 理论分析1.1 系统目标本系统需监控产品在全国范围内的车载和库存状况。

车载时，车厢内的节点相对于车静止，各车之间相对运动；库存时，节点之间，库房之间均是相对静止。

笔者主要针对运输过程中的监控进行探讨。

为了实现长时间大范围内持续监控，系统硬件设计分为3 部分，包括监控终端、监控中继及监控中心。

基于ASIx-AX22001无线终端自组网视频监测系统的设计与实现中期报告一、研究背景和意义随着社会的发展，视频监控系统在物业、城市、交通、教育、医疗等领域中得到了广泛应用。

目前市场上常见的视频监控系统大多都是以有线方式连接的，但是有线连接存在布线成本高、维护困难、易受破坏等问题。

因此，无线视频监控系统成为了一个重要的发展方向。

ASIx-AX22001无线终端自组网技术可以解决传统无线监控系统的难点，它具有自组网、点对多、低功耗等优势。

因此，本研究将基于ASIx-AX22001无线终端自组网技术设计和实现一个视频监测系统，可以应用于家庭安防、楼宇监控、企业安全等领域，具有一定的应用价值和推广意义。

二、研究内容本研究将基于ASIx-AX22001无线终端自组网技术，设计和实现一个视频监测系统。

研究内容包括如下几个方面：1. 系统需求分析和设计：根据用户需求，分析系统的功能和特点，制定详细的系统设计方案。

2. 硬件选型和设计：根据系统需求，选取合适的硬件平台，完成硬件电路的设计。

3. 软件开发和设计：编写系统软件，包括应用程序和驱动程序。

4. 系统测试和验证：对系统进行全面的测试和验证，保证系统稳定、可靠、高效。

三、工作进展目前，本研究已经完成了系统需求分析和设计，硬件选型和设计以及软件开发和设计的工作。

系统需求分析和设计阶段，我们对系统的功能需求进行了分析，并制定了详细的系统设计方案。

系统采用了ASIx-AX22001无线终端自组网技术，实现了视频监测、图像传输、移动侦测、云存储等功能。

硬件选型和设计阶段，我们选用了ASIx-AX22001无线终端自组网模块、高清摄像头、高清屏幕等硬件，完成了硬件电路的设计。

软件开发和设计阶段，我们编写了应用程序和驱动程序。

应用程序包括远程监控、数据存储、移动侦测等功能。

驱动程序包括摄像头驱动、硬盘驱动、网络驱动等。

下一步工作是系统测试和验证，我们将对系统进行全面的测试和验证，保证系统稳定、可靠、高效。