基于RT-Thread的CC3100應用方案的研究與實現

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應用方案的研究與實現

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據傳輸系統，以ARM9作為MCU，使用RTT操作系統。在系統中加入CC3100的驅動，把數據經由CC3100無線模塊傳送，實現無線數據的收發。本文將重點介紹系統的結構框架以及無線模塊傳輸功能的實現。

關鍵詞：CC3100；RT-Thread；無線傳輸

0 引言

現今隨著物聯網技術，計算機網絡網絡技術的飛速發展，使得物聯網數據傳輸的使用場所越來越多，要求也越來越高[1,2]。傳統的系統使用基于電纜的有線傳輸，這不僅使得系統在很多場景下有所限制，在穩定性和可靠性方面有所不足。本文介紹了一種基于RTT系統的無線數據傳輸的解決方案，該系統使用了ARM926作為處理器，并且把CC3100移到了ARM926上，嵌入RT-Thread系統中用來進行數據的傳輸，將來可以應用到物聯網系統的無線傳輸[3]。

1 ARM926

系統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，它被廣泛應用于嵌入式系統中。ARM9代表了ARM公司主流的處理器。ARM926內部有5條流水線。指令性能得到了很大的提升。內部集成了DDR2，這樣可以使產品的體積非常小，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協議跟MCU相連對應管腳相連即可，IRQ管腳負責向MCU發送中斷信號，nHIB則作為輸入腳，由MCU控制CC3100的開啟或者關閉。MCU在無線網絡傳輸的結果中負責應用層的部分，當數據在CC3100中的時候，內嵌的網絡協議棧將會自動根據網絡模型對數據進行逐層處理。其UDP傳輸速率達到了16Mbps，其速率足夠進行清晰的視頻數據的傳輸。

2 RT-Thread 系統

RT-Thread實時操作系統具有一個實時性優異、高效穩定、可裁減的硬實時微內核[4]。該微內核主要包括：內存管理、對象管理器、線程管理、線程調度、線程間通信、I/O設備管理等部分。RTThread不僅僅是一款實時操作系統內核，它還包含了嵌入式實時操作系統的相關組件，如優化的Lwip輕型TCP/IP協議棧、Shell命令系統、分布式文件系統（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、產品級的應用系統。我們將對其Lwip協議進行修改，并向其中加入CC3100的驅動程序。由于CC3100自身攜帶了網絡協議，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

CC3100 器件集成針對 Wi-Fi和互聯網的所有協議，這最大限度地減少了對主機 MCU 軟件的要求。 借助內置的網絡協議，在RTT中使用CC3100，不需要其他的協議，因此在RTT中只需要對其進行初始化，并在線程中調用CC3100的接口，實現收發功能即可。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協議棧需要進行修改。CC3100的接口函數嵌入Lwip協議棧，代替原本的接口進行對底層網絡設備CC3100的操作[6]。SPI則負責從MCU到CC3100模塊的數據傳輸。

4 結語

本文介紹了在ARM926上使用RTT系統，并加入CC3100，用其完成了無線連接熱點，收發數據的功能。還可以將其與lwip聯合起來，使用CC3100進行無線音頻的傳輸，用在家庭監控，移動醫療等行業中，有很大的研究應用價值。

參考文獻：

[1]Bunse. C, Gross.H-G. Applying a Model—based Approach for Embedded System Development Software Engineering and Advanced Application[C].Proceedings of 33rd Euromicro Conferenee, Lubeek, Germany, 2007: 121-128.

[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.

[3]Ming Li, RuiMin Hu, Ge Gao, Wei Li, Zhongyuan Wang, ”Embedded Video Surveillanee System for Vehicle over WLAN and CDMAIX”, Proceeding s of International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WCNM), 2005:1292-1295.

[4]BeardXiong. RT-Thread Programming Guide Release 0.3.0.RT-ThreadWebsite,2009.

[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。

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