基于嵌入式系統(tǒng)的無線Mesh AP的研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)與無線網絡技術的迅速發(fā)展，如何實現Internet的高速無線接入成為熱點話題。無線局域網技術因其覆蓋范圍有限、存在通信盲區(qū)等缺點，已無法滿足人們對高速便捷無線通信的要求。一種兼具多種網絡結構優(yōu)勢的新型無線網絡技術——無線Mesh網絡應運而生。無線Mesh網絡不僅能實現自組織、自愈合以及多跳無線連接，還具有高容量、高速率、低成本、覆蓋范圍廣等特點。無線MeshAP是無線Mesh網組網過程中的關鍵設備，發(fā)揮著不可替代的重要作用

2、。
　　 本文針對無線局域網帶寬低、覆蓋范圍有限、覆蓋區(qū)域內存在盲點等不足，研究了一種適用性廣的無線Mesh網絡架構，設計實現了一款智能的無線MeshAP。具體的研究內容如下:
　　 首先，對無線局域網技術、無線Mesh網絡技術的國內外研究現狀進行了概述，給出了本課題的研究背景和研究意義。對無線Mesh網絡的網絡結構、網絡結構的特點、相關協(xié)議標準以及嵌入式系統(tǒng)等進行了詳細的描述。
　　 其次，在嵌入式開發(fā)板JA7

3、6PF0上搭建uClinux操作系統(tǒng)平臺，根據設計需求，在平臺上實現了無線MeshAP的節(jié)點功能、無線網卡驅動模塊、網絡管理模塊以及安全模塊。通過無線網卡驅動程序Madwifi，將兩塊無線網卡設置為不同的工作模式，從而實現無線Mesh骨干網和無線Mesh客戶端網絡的互聯(lián)。通過hostapd守護進程、網絡地址轉換NAT、動態(tài)主機分配協(xié)議DHCP和網絡時間同步NTP軟件的下載、配置文件修改以及編譯移植，實現了無線MeshAP在組網過程中的無

4、線參數管理配置和對網絡資源的合理利用。通過ESSID隱藏、MAC地址過濾技術及WPA加密認證技術，保障了無線MeshAP在組網過程中的安全性。
　　 再次，將AODV路由協(xié)議的成功移植到嵌入式開發(fā)板中，并根據實際需要研究實現了一種基于無線通信鏈路穩(wěn)定性參數的改進的AODV路由協(xié)議。通過對aodv-uu路由軟件的源代碼及Netfilter數據結構、鉤子及鉤子函數進行修改，實現了AODV路由協(xié)議的移植。通過對無線通信鏈路穩(wěn)定性進行檢

5、測和以無線通信鏈路穩(wěn)定性參數為基礎進行路由選擇，實現了改進的AODV路由算法及其移植。最后，通過仿真軟件NS對AODV路由協(xié)議和改進的AODV路由協(xié)議進行了仿真測試以及對比分析，證明了改進的AODV路由協(xié)議在網絡吞吐量和丟包率方面有了明顯的進步。
　　 最后，設計開發(fā)了基于B/S的無線MeshAP配置管理平臺。通過在嵌入式開發(fā)板JA76PF0上搭建Web服務器，在Web服務器和CGI應用程序的交互作用下，可實現遠程讀取配置無線M

6、eshAP參數。利用linux驅動程序中的ioctl()函數和system()函數以及shell腳本命令，實現對無線MeshAP網卡參數的讀取及配置。利用htrnl頁面、javascript腳本語言和CSS層疊樣式表，實現了配置管理平臺界面設計。經過反復配置測試，該配置管理平臺Web響應時間在0.4秒以內，配置生效時間在1秒以內。
　　 經過反復測試，本文設計研究的具備雙重角色的智能無線MeshAP，具有一定的兼容性和互操作性。