摘 要

异构网络的存在是不可避免的,因为仅用一种体系结构的网络根本无法满足所有用户的所有需求。然而不同网络之间又是不能互相通信的，适配器因此应运而生，解决了异构网络的共存与互联问题。通过适配器，可以使异构网络之间进行相互通信和数据融合，如串口与以太网，串口与Wi-Fi的通信，有了适配器，就能很方便地实现异构网络的互联，大大节约了设备的生产成本，自计算机问世以来，人们一直都是用适配器来解决异构网络上的互联共通的问题，并延续至今。而今物联网中，人与物，物与物的互联，同样需要适配器。基于串口，Wi-Fi，以太网目前在各种通信设备中所占的地位，本次设计着眼于串口通信与以太网，Wi-Fi网络的融合，是传统通信方式与新兴通信方式的融合，在物联网领域，可实现绝大多数异构设备的数据互联，具有较为重大的研究意义。

本次设计基于STM32核心板，加上串口模块，以太网模块，Wi-Fi模块，搭建起一个异构网络的适配器。从电路设计，到实物焊接，程序编写，实物测试，数据分析。最后，对实物的各项功能进行测试，消除各种bug，并对测试结果做了详细的分析。

关键字：异构网络；串口；以太网；Wi-Fi；物联网

Abstract

The presence of heterogeneous networks is inevitable, because with only a single network architecture can not meet all the needs of all users. However, they can not communicate with each other between different network adapter came into being to solve the problem of coexistence and interconnection of heterogeneous networks. An adapter allows for data integration of heterogeneous networks, such as serial and Ethernet, Wi-Fi data fusion, with the adapter, can effectively and concisely to achieve interconnection of heterogeneous networks, significant cost savings, since the emergence of computer networks since, people have been using a heterogeneous network adapter to resolve the problems caused and continues to this day. Now things, the Internet and objects, things and objects, also need adapters.

Serial ports, Wi-Fi, Ethernet is currently occupied by a variety of communication devices based on the status of this design focus on the integration of serial communications and Ethernet, Wi-Fi networks, the traditional means of communication and integration of emerging communications methods, networking in the field of substance , enabling the vast majority of heterogeneous data network equipment, it has a more important significance.

Keywords: Heterogeneous Network；Serial ports；Ethernet；Wi-Fi；Things

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 相关技术的研究现状 2

1.3 本课题的主要研究内容 3

第2章 适配接入装置原理叙述 4

2.1 整体框架介绍 4

2.2 串口基本原理 5

2.2.1 串口的基本描述 5

2.2.2 串口的数据帧格式 6

2.3 以太网基本原理 7

2.3.1 以太网的基本描述 7

2.3.2 以太网的数据帧格式 8

2.4 Wi-Fi基本原理 9

2.4.1 Wi-Fi的基本概念 9

2.4.2 Wi-Fi的通信方式 10

2.5 总结 11

第3章 适配接入装置电路实现及程序设计 12

3.1 串口电路实现 12

3.2 串口主要程序 13

3.3 以太网电路实现 14

3.4 以太网模块主要程序 15

3.5 Wi-Fi电路实现 16

3.6 Wi-Fi主要程序 17

3.7 总结 18

第4章 适配接入装置实物测试与分析 19

4.1 串口转以太网测试与分析 19

4.2 串口转Wi-Fi测试与分析 20

4.3 总结 22

第5章 总结和展望 23

5.1 论文工作总结 23

5.2 研究工作展望 23

参考文献 24

致 谢 25

绪论

研究的目的及意义

随着信息化时代的到来，在信息技术的推动下迎来了世界信息产业发展的第三次浪潮，被称为物联网技术。物联网技术需要设备联网实现智能化，对于传统设备来说，要实现联网无疑是目前最难以接近的问题，因为传统设备缺乏联网的设备，要增加这部分设备，成本巨大，这是目前最难以接近的问题。要解决这一问题，将是未来一个重要的课题。

现如今，物联网已经是新一代信息技术的重要组成部分，利用互联网并在其基础上通过实物联网形成物联网技术，使得物品与物品之间也能进行信息交换和通信。但是，不同的物品所使用的联网接口大不相同，使得物联网虽然带来了各种便利，也带来了物与物之间多种通讯网络的共存，从而形成了异构网络。

目前，世界上存在着各种各样的异构网络，因为仅仅用单一体系结构的网络是无法满足所有用户的需求的。异构网络的存在是无法避免的，在计算机网络的发展初期，厂家们都生产出带有厂家特色的计算机网络结构体系。这些计算机网络之间是不能互相通信的。如果不同的产商都构建出自己的一套标准，那么不同的厂商生产的主机，因为所使用的网络标准不同，所以也无法通信。这显然是很不方便的。于是，为了解决这个问题，适配器应运而生。

适配器的出现，解决了异构网络如何进行数据交换的问题。如串口与以太网，Wi-Fi的数据融合，通过适配器，有效而简洁地实现异构网络的互联，大大节约了成本，自计算机网络出现以来，人们一直使用着适配器解决异构网络带来的问题，并延续至今。而今物联网中，人与物，物与物的互联，同样需要适配器。