1. 研究目的与意义
研究背景：
随着经济社会的快速发展，特别是计算机技术，无线通信技术，网络技术，控制技术，信息技术的迅猛发展，工业自动化控制朝着智能化，无线化发展。很多工业的控制终端是移动的，这需要智能化层度更高，更灵敏的无线数据传输来满足全面自动化控制的需求。在社会的各个领域无线通信技术也被广泛的使用，它让人们的生活效率更高、质量更好、内容更充实。在人们生活的方方面面都离不开无线通行技术。因此，为了使无线通信技术更好的服务人们的生活，了解和研究无线通信技术的发展过程和发展趋势是非常重要的，所以我们也会更加重视无线通信技术的发展，而且在未来无线通信技术的应用规模会更加庞大，其发展前景也是极其可观的。在新世纪也就是21世纪，物联网IOT技术更是被全球各大知名科技企业所重视，例如我国高科技企业的领头军华为科技在2016年年底正式发布物联网操作系统LiteOS，我国移动通信巨头中国移动旗下OnetNET平台更是成为国内物联网方案的主要供应商。智能家居的开发与建设是物联网产业的一个重要组成部分,随着4G网络的普及和无线传感器网络在家居空间的应用 ,使得家居环境中信息共享、环境感知逐渐成为现实。智能家居系统的核心设备是智能家居网关,通过它可实现智能家居系统的信息采集、集中控制、远程控制、联动控制等功能。
国内发展形势：
2. 研究内容与预期目标
研究内容：在国内最主要的WIFI方案ESP8266的基础之上与MCU联机，并结合广州汇承的蓝牙主从一体通信模块HC-05，组成一个将蓝牙信号转换为WIFI信号的智能网关。ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。硬件是完成电路设计，电路原理图的设计，PCB Layout。软件Ringbuffer环形缓冲区，它通常有一个读指针和一个写指针。读指针指向环形缓冲区中可读的数据，写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写入。在通常情况下，环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针，而写用户仅仅会影响写指针。如果仅仅有一个读用户和一个写用户，那么不需要添加互斥保护机制就可以保证数据的正确性。如果有多个读写用户访问环形缓冲区，那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。图1、图2和图3是一个环形缓冲区的运行示意图。图1是环形缓冲区的初始状态，可以看到读指针和写指针都指向第一个缓冲区处；图2是向环形缓冲区中添加了一个数据后的情况，可以看到写指针已经移动到数据块2的位置，而读指针没有移动；图3是环形缓冲区进行了读取和添加后的状态，可以看到环形缓冲区中已经添加了两个数据，已经读取了一个数据。
FreeRTOS是一个迷你的实时操作系统内核。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等，可基本满足较小系统的需要。TCP服务端接收网关信号并显示信号内容以验证蓝牙信号是否成功转换为WIFI信号。为了数据的可视化同时网关PCB板板载温湿度传感器以及蜂鸣器方便进行网关测试。
3. 研究方法与步骤
整个设计分为硬件及软件两部分。硬件部分一方面需要设计电路原理图，最关键在于PCB板的设计安装以及调试，此次设计中我将选用PADS作为PCB绘制工具软件。由于无线通信模块的功率较大，因此此次硬件设计中，电源设计最为关键。在信号处理方面，也必须考虑到地平面的完整性。本设计选用的MCU是ARM Cortex M3内核的STM32F103C8T6，FLASH为128K，运行RAM为64K；选用的WIFI串口透传模块为乐鑫ESP8266；选用的蓝牙模块为广州汇承的HC-05模块；同时板载LED以及蜂鸣器，其中蜂鸣器以三极管S8050驱动控制。
图4节点的框架图
4. 参考文献
[1]董肖肖.基于单片机的无线连接的研究[J].苏州大学,2016
[2]张超. 家庭智能网关的研究与实现[D].安徽理工大学,2016.
[3]闫文婷. 基于蓝牙技术的数据传输的研究与实现[D].南京理工大学;2004.
5. 工作计划
序号 起止日期 工作内容1 2022年2月15日-2022年2月25日有针对性的学习课程相关资料，学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识
2 2022年2月26日-2022年3月5日 查阅文献资料，完成系统整体框架，撰写开题报告
3 2022年3月6日-2022年3月15日完成系统整体设计，确定所需硬件器件模块，完成开题报告
4 2022年3月16日-2022年3月21日 画好电路图，完成PCB Layout，完成外文翻译
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
