物联网长距离无线通信技术应用与开发4.3LTE协议栈解析与应用开发课件.pptx
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- 联网 长距离 无线通信 技术 应用 开发 4.3 LTE 协议 解析 课件
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1、第4章 LTE无线通信技术开发4.3 LTE协议栈解析与应用开发EducationSolutions目录ContentsInternet+协议栈工作流程协议栈执行原理协议栈关键接口函数22:13/3开发场景智慧交通是一个综合性的城市服务项目,项目中蕴含着多种使用场景,如交通关键节点的数据信息采集,采集后的数据需要通过LTE网络发送到远程控制中心;如城市交通路障管理,当城市路障节点接收到控制指令时可以执行相应的控制操作;这些复杂的功能操作都需要一个强大的软件系统。22:13/4任务目标通过基于LTE无线网的城市空气质量采集和调节项目实例了解LTE的网络协议栈的工作原理和协议栈的关键接口,学习和掌
2、握企业协议栈接口的使用,掌握应用接口的使用,通过使用应用接口能够实现快速的LTE无线传感网络开发。22:13/5contiki操作系统Contiki 是一个开源的、高度可移植的多任务操作系统,适用于联网嵌入式系统和无线传感器网络。Contiki 适用于存储器资源十分受限的嵌入式单片机系统,典型的配置下 Contiki 只占用约 2Kbytes 的 RAM 以及 40Kbytes 的 Flash 存储器。Contiki 操作系统是基于事件驱动(Event-driven)内核的操作系统。Contiki 系统内部集成了两种类型的无线传感器网络协议栈:uIP 和 Rime。22:13/6事件驱动Con
3、tiki 两个主要机制:事件驱动和 protothread 机制,前者是为了降低功耗,后者是为了节省内存。在 Contiki 系统中,事件被分为以下三种类型:进程可以设置一个定时器,在给定的时间完成之后生成一个事件,进程一直阻塞直到定时器终止,才继续执行。定时器事件(timer events)外围设备连接到具有中断功能的微处理器 IO 引脚,触发中断时可能生成事件。外部事件(external events)任何进程都可以为自身或其它进程指定事件。内部事件(internal events)22:13/7protothread 机制传统的操作系统使用栈保存进程上下文,每个进程需要一个栈,这对于内存
4、极度受限的传感器设备将难以忍受。protothread 机制恰解决了这个问题,通过保存进程被阻塞处的行数(进程结构体的一个变量,unsiged short 类型,只需两个字节),从而实现进程切换,当该进程下一次被调度时,通过 switch(_LINE_)跳转到刚才保存的点,恢复执行。整个 Contiki 只用一个栈,当进程切换时清空,大大节省内存。22:13/8Contiki的系统运行分析Contiki内核是基于事件驱动的,系统运行可以视为不断处理事件的过程。Contiki运行通过事件触发完成,一个事件绑定相应的进程。22:13/9contiki用户进程与程序Contiki的用户进程建立较为简
5、单。用户进程的建立有三个步骤,分别是定义用户进程,在进程列表中添加进程信息,编写进程实体。PROCESS(hello,hello);定义用户进程 struct process*const autostart_processes=&hello,NULL;autostart_start(autostart_processes);进程列表中添加进程信息 PROCESS_THREAD(hello,ev,data).编写进程实体22:13/10进程实体编写进程实体/hello进程主体PROCESS_THREAD(hello,ev,data)PROCESS_BEGIN();/进程启动while(1)/进程
6、循环体printf(HelloWorld!rn);/进程打印信息etimer_set(&hello_timer,CLOCK_SECOND);/进程定时进入执行设置process_status=2;PROCESS_YIELD();/进程跳转PROCESS_END();/进程结束22:13/11Contiki的多种定时器Contiki包含一个时钟模型和5个定时器模型(timer,stimer,ctimer,etimer,and rtimer)5种timer简述如下:timer、stimer 提供了最简单的时钟操作,即检查时钟周期是否已经结束。程序从timer中读出状态,判断时钟是否过期。tmier
7、s 是使用的系统时钟的ticks,而stimers是使用的秒。Ctimer 回调定时器,驱动某一个回调函数。etimer 事件定时器,驱动某一个事件。Rtimer 实时时钟。22:13/12LTE无线函数接口分析EC20协议栈文件结构22:13/13EC20协议栈工程目录结构协议栈的工程目录比较简单,总的目录下只有三个文件分组,分别是app、core、zonesion。app是系统的contiki的脚本文件。Core是contiki-3.0微操作系统的系统文件。zonesion是和NB-IOT相关的驱动文件以及相关的协议文件。22:13/14EC20的项目开发目录LTE appLTE无线应用层
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