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基于WN6102的无线人机交互设备开发平台的设计与实现

作　者: 连赟
导　师: 马琪
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 国产嵌入式处理器 2.4G RF通信 无线人机交互设备 开发平台
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


三网融合对智能电视机/智能机顶盒产品的发展无疑有着巨大的推动作用，市场前景巨大。而智能电视机/智能机顶盒需要无线人机交互设备才能提供完整及便捷的用户体验，良好的无线人机交互设备必须具备多种人机交互功能，比如音视频点播需要无线耳麦，网页浏览需要无线键盘和空中鼠标，互动游戏需要无线手柄等等。无线人机交互设备解决方案，本质上就是“主控芯片+短距离无线传输”的架构。主控芯片本文选择是杭州微纳科技有限公司基于国产嵌入式处理器CK610E的主控SoC芯片WN6102，短距离无线通信则采用2.4GHz ISM免费频段并在其上采用私有通信协议。本论文的工作就是基于杭州微纳WN6102主控芯片和2.4G RF通信技术，设计实现无线人机交互设备的开发平台，为无线耳机、智能遥控器、无线手柄等无线人机交互设备的研发提供技术开发平台接口，使研发人员能够在此基础上快速完成各类定制无线人机交互设备的解决方案研发，大大减少开发周期和开发成本。论文首先介绍了WN6102芯片的功能测试装置的开发，该装置能在导入无线人机交互设备应用方案研发之前对WN6102芯片进行功能测试，以确保芯片本身不存在问题，可作为无线人机交互设备开发平台的前道芯片检测手段。论文然后介绍了基于WN6102的无线人机交互设备开发平台的硬件设计和实现，主要介绍WN6102主芯片、Flash存储芯片、USB接口、RF通信模块和红外收发模块等组成部分。论文着重介绍了基于WN6102的无线人机交互设备开发平台的软件设计，在分析无线人机交互设备的一般软件流程的基础上，定义了无线人机交互设备开发平台的软件组成模块，并详细介绍了USB设备程序、RF通信程序、红外数据传输与收发程序、设备应用程序在线升级等主要软件组成模块的设计。论文最后介绍了基于该开发平台设计的无线耳机和智能遥控器两种无线人机交互设备的参考设计方案开发实例。对方案实例的性能测试表明，本文设计的基于WN6102的无线人机交互设备开发平台，达到了预期的设计目标。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 论文研究的目的和意义  10
  1.2 国内外技术现状和发展趋势  10-12
    1.2.1 基于嵌入式处理器的主控芯片  11
    1.2.2 短距离无线传输技术  11-12
  1.3 论文的主要工作与组织结构  12-13
第2章 基于国产 32 位嵌入式处理器 CK-CPU 的 WN6102 主控芯片  13-18
  2.1 嵌入式处理器  13-14
  2.2 国产 32 位嵌入式处理器 CK-CPU  14
  2.3 WN6102 主控芯片介绍  14-18
第3章 WN6102 芯片功能测试装置的开发  18-25
  3.1 测试装置的设计结构  18-19
  3.2 ARM 核心板  19-21
    3.2.1 硬件选型  19
    3.2.2 软件设计  19-21
  3.3 WN6102 芯片测试板  21-23
    3.3.1 固件程序设计  21-22
    3.3.2 功能测试设计  22-23
  3.4 测试板硬件实物  23-25
第4章 无线人机交互设备开发平台的硬件设计  25-32
  4.1 平台硬件结构  25-26
  4.2 WN6102 主控芯片  26-28
  4.3 Flash 存储芯片  28-29
  4.4 USB 接口的设计  29-30
  4.5 RF 通信模块的设计  30-31
  4.6 红外收发模块的设计  31-32
第5章 无线人机交互设备开发平台的软件设计  32-59
  5.1 无线人机交互设备的软件流程  32-34
    5.1.1 发送模式的软件流程  32-33
    5.1.2 接收模式的软件流程  33-34
  5.2 无线人机交互设备开发平台的软件组成  34
  5.3 USB 设备程序  34-39
    5.3.1 USB 枚举  34-36
    5.3.2 Audio 类接口  36-38
    5.3.3 HID 类接口  38-39
  5.4 RF 通信程序设计  39-45
    5.4.1 跳频通信机制  39-42
    5.4.2 数据包中断处理机制  42-45
  5.5 红外数据传输与收发程序设计  45-53
    5.5.1 红外数据格式  45-47
    5.5.2 红外数据的 USB 传输  47-48
    5.5.3 红外数据的 USB 加密传输  48-50
    5.5.4 红外发射  50
    5.5.5 红外接收/学习  50-53
  5.6 设备应用程序在线升级  53-59
    5.6.1 PC 上位机软件  53-57
    5.6.2 固件程序 Bootload 升级  57-59
第6章 基于平台的无线人机交互设备参考设计方案开发实例  59-69
  6.1 无线耳麦  59-62
    6.1.1 Dongle 设计  59-61
    6.1.2 Remote 设计  61-62
    6.1.3 无线耳麦实物  62
  6.2 智能遥控器  62-66
    6.2.1 Dongle 设计  63-64
    6.2.2 Remote 设计  64-66
    6.2.3 方案实物  66
  6.3 性能测试  66-69
第7章 总结与展望  69-71
  7.1 总结  69-70
  7.2 展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
附录  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信
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