仇凌鋒（廈門大學電路所,福建 廈門 361005）

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基于RT-Thread的CC3100應(yīng)用方案的研究與實現(xiàn)

仇凌鋒
（廈門大學電路所,福建 廈門 361005）

摘 要：本文提出了一種嵌入式無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以ARM9作為MCU，使用RTT操作系統(tǒng)。在系統(tǒng)中加入CC3100的驅(qū)動，把數(shù)據(jù)經(jīng)由CC3100無線模塊傳送，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)。本文將重點介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架以及無線模塊傳輸功能的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：CC3100；RT-Thread；無線傳輸

0 引言

現(xiàn)今隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，計算機網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂脠鏊絹碓蕉啵笠苍絹碓礁遊1,2]。傳統(tǒng)的系統(tǒng)使用基于電纜的有線傳輸，這不僅使得系統(tǒng)在很多場景下有所限制，在穩(wěn)定性和可靠性方面有所不足。本文介紹了一種基于RTT系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q方案，該系統(tǒng)使用了ARM926作為處理器，并且把CC3100移到了ARM926上，嵌入RT-Thread系統(tǒng)中用來進行數(shù)據(jù)的傳輸，將來可以應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的無線傳輸[3]。

1 ARM926

系統(tǒng)使用的硬件平臺是以ARM926作為處理器。ARM微處理器是一種高性能、低功耗的32位微處器，它被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。ARM9代表了ARM公司主流的處理器。ARM926內(nèi)部有5條流水線。指令性能得到了很大的提升。內(nèi)部集成了DDR2，這樣可以使產(chǎn)品的體積非常小，集成度高，2層板能解決需求，性價比很好。

CC3100模塊。無線傳輸模塊選用的是美國TI公司的CC3100模塊。CC3100是TI推出的SimpleLink WiFi 系列WIFI平臺。CC3100有六個需要外接的管腳，其中四個是SPI接口管腳，一個是中斷管腳IRQ，一個是使能管腳nHIB。四個SPI管腳遵循SPI協(xié)議跟MCU相連對應(yīng)管腳相連即可，IRQ管腳負責向MCU發(fā)送中斷信號，nHIB則作為輸入腳，由MCU控制CC3100的開啟或者關(guān)閉。MCU在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕Y(jié)果中負責應(yīng)用層的部分，當數(shù)據(jù)在CC3100中的時候，內(nèi)嵌的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧將會自動根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型對數(shù)據(jù)進行逐層處理。其UDP傳輸速率達到了16Mbps，其速率足夠進行清晰的視頻數(shù)據(jù)的傳輸。

2 RT-Thread 系統(tǒng)

RT-Thread實時操作系統(tǒng)具有一個實時性優(yōu)異、高效穩(wěn)定、可裁減的硬實時微內(nèi)核[4]。該微內(nèi)核主要包括：內(nèi)存管理、對象管理器、線程管理、線程調(diào)度、線程間通信、I/O設(shè)備管理等部分。RTThread不僅僅是一款實時操作系統(tǒng)內(nèi)核，它還包含了嵌入式實時操作系統(tǒng)的相關(guān)組件，如優(yōu)化的Lwip輕型TCP/IP協(xié)議棧、Shell命令系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)（Distributed File Systems，DFS）、RTGUI圖形用戶界面和完整的libc庫等組件，是一個完整的、產(chǎn)品級的應(yīng)用系統(tǒng)。我們將對其Lwip協(xié)議進行修改，并向其中加入CC3100的驅(qū)動程序。由于CC3100自身攜帶了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以把他作為一個可以分離的組件加入了RT-Thread。

3 無線傳輸實現(xiàn)

CC3100 器件集成針對 Wi-Fi和互聯(lián)網(wǎng)的所有協(xié)議，這最大限度地減少了對主機 MCU 軟件的要求。 借助內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在RTT中使用CC3100，不需要其他的協(xié)議，因此在RTT中只需要對其進行初始化，并在線程中調(diào)用CC3100的接口，實現(xiàn)收發(fā)功能即可。在ARM926處理器上使用CC3100，由SPI傳輸[5]，CC3100 Driver，還有嵌入RTT三個部分組成。RTT上的Lwip協(xié)議棧需要進行修改。CC3100的接口函數(shù)嵌入Lwip協(xié)議棧，代替原本的接口進行對底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CC3100的操作[6]。SPI則負責從MCU到CC3100模塊的數(shù)據(jù)傳輸。

4 結(jié)語

本文介紹了在ARM926上使用RTT系統(tǒng)，并加入CC3100，用其完成了無線連接熱點，收發(fā)數(shù)據(jù)的功能。還可以將其與lwip聯(lián)合起來，使用CC3100進行無線音頻的傳輸，用在家庭監(jiān)控，移動醫(yī)療等行業(yè)中，有很大的研究應(yīng)用價值。

參考文獻：

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[2]Behrad L, Shahrokni A,Motamedi S A, ete. A robust vision-based moving Target detection and tracking system[A]. Proceeding of Image and Vision Computing conference, 2001: 82-84.

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[5]Leens F.An introduction to I2 C and SPI protocols. Instrumentation & Measurement Magazine,2009: 8-13.

[6]Du Genyuan, Zhang Yong. Method research of socket programming unrelated to protoco[J].Computer Engineering and Design, 2008, 29(14):3826-3828.

作者簡介：仇凌鋒（1992-），男，福建泉州人，碩士研究生，研究方向：嵌入式與電路系統(tǒng)。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.212