基于RT-Thread的CC3100应用方案的研究与实现

仇凌锋（厦门大学电路所,福建 厦门 361005）



基于RT-Thread的CC3100应用方案的研究与实现

仇凌锋
（厦门大学电路所,福建 厦门 361005）

摘 要：本文提出了一种嵌入式无线数据传输系统，以ARM9作为MCU，使用RTT操作系统。在系统中加入CC3100的驱动，把数据经由CC3100无线模块传送，实现无线数据的收发。本文将重点介绍系统的结构框架以及无线模块传输功能的实现。

关键词：CC3100；RT-Thread；无线传输

0 引言

现今随着物联网技术，计算机网络网络技术的飞速发展，使得物联网数据传输的使用场所越来越多，要求也越来越高[1,2]。传统的系统使用基于电缆的有线传输，这不仅使得系统在很多场景下有所限制，在稳定性和可靠性方面有所不足。本文介绍了一种基于RTT系统的无线数据传输的解决方案，该系统使用了ARM926作为处理器，并且把CC3100移到了ARM926上，嵌入RT-Thread系统中用来进行数据的传输，将来可以应用到物联网系统的无线传输[3]。

1 ARM926

系统使用的硬件平台是以ARM926作为处理器。ARM微处理器是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器。ARM926内部有5条流水线。指令性能得到了很大的提升。内部集成了DDR2，这样可以使产品的体积非常小，集成度高，2层板能解决需求，性价比很好。

CC3100模块。无线传输模块选用的是美国TI公司的CC3100模块。CC3100是TI推出的SimpleLink WiFi 系列WIFI平台。CC3100有六个需要外接的管脚，其中四个是SPI接口管脚，一个是中断管脚IRQ，一个是使能管脚nHIB。四个SPI管脚遵循SPI协议跟MCU相连对应管脚相连即可，IRQ管脚负责向MCU发送中断信号，nHIB则作为输入脚，由MCU控制CC3100的开启或者关闭。MCU在无线网络传输的结果中负责应用层的部分，当数据在CC3100中的时候，内嵌的网络协议栈将会自动根据网络模型对数据进行逐层处理。其UDP传输速率达到了16Mbps，其速率足够进行清晰的视频数据的传输。

2 RT-Thread 系统

RT-Thread实时操作系统具有一个实时性优异、高效稳定、可裁减的硬实时微内核[4]。该微内核主要包括：内存管理、对象管理器、线程管理、线程调度、线程间通信、I/O设备管理等部分。RTThread不仅仅是一款实时操作系统内核，它还包含了嵌入式实时操作系统的相关组件，如优化的Lwip轻型TCP/IP协议栈、Shell命令系统、分布式文件系统（Distributed File Systems，DFS）、RTGUI图形用户界面和完整的libc库等组件，是一个完整的、产品级的应用系统。我们将对其Lwip协议进行修改，并向其中加入CC3100的驱动程序。由于CC3100自身携带了网络协议，所以把他作为一个可以分离的组件加入了RT-Thread。

3 无线传输实现

CC3100 器件集成针对 Wi-Fi和互联网的所有协议，这最大限度地减少了对主机 MCU 软件的要求。 借助内置的网络协议，在RTT中使用CC3100，不需要其他的协议，因此在RTT中只需要对其进行初始化，并在线程中调用CC3100的接口，实现收发功能即可。在ARM926处理器上使用CC3100，由SPI传输[5]，CC3100 Driver，还有嵌入RTT三个部分组成。RTT上的Lwip协议栈需要进行修改。CC3100的接口函数嵌入Lwip协议栈，代替原本的接口进行对底层网络设备CC3100的操作[6]。SPI则负责从MCU到CC3100模块的数据传输。

4 结语

本文介绍了在ARM926上使用RTT系统，并加入CC3100，用其完成了无线连接热点，收发数据的功能。还可以将其与lwip联合起来，使用CC3100进行无线音频的传输，用在家庭监控，移动医疗等行业中，有很大的研究应用价值。

参考文献：

[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.

作者简介：仇凌锋（1992-），男，福建泉州人，硕士研究生，研究方向：嵌入式与电路系统。

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