基于ARM的嵌入式无线AP的设计

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于ARM的嵌入式无线AP的设计杨健陈永泰（武汉理工大学信息工程学院，武汉430070）摘要：本文首先介绍了无线AP的基本原理，然后重点描述基于AT76C510的无线AP的硬件设计及嵌入式系统uClinux。最后对IEEE802.11b的安全性进行分析。关键词：无线AP，ARM7TDMI，ATMELAT76C510，IEEE802.11bDesignofwirelessAPbasedonARMProcessorY

2、ANGJianCHENYong-tai(SchoolofInformationEngineering,WUT,Wuhan430070,China)Abstract：ThispaperdescribestheprincipleofwirelessAPandtheARM7TDMIMCUAT76C510,thenpresentsanWLANAPdesignedplanbasedonIEEE802.11banduClinux.ThesecurityandthepresentmechanisminWLANareintroduced.K

3、eyword：WirelessAP，ARM7TDMI，ATMELAT76C510，IEEE802.11b一、无线接入点的基本原理WLAN包括无线网卡和接入点（AccessPoint）。无线网卡安装在移动终端上，用来访问AP。无线网卡带有发送器、接收器、天线和提供与无线终端接口的硬件。AP是一个桥接的无线基站，放置于固定位置并可连接到有线局域网。AP带有发送器、接收器、天线和桥接器，带有与IEEE802.3以太网的接口，可以让无线终端同有线局域网通信。无线局域网利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。无线局域网的数据

4、传输速率现在已经能达到11Mbit/s，传输距离可远至20km以上。宽带无线IP接入是指在基于无线计算网络的基础上,为在子网间漫游的移动终端提供无缝的、高速的、透明的接入服务。实现这个目标,不但需要上层漫游软件的支持,更需要无线接入网中接入服务的建设。而无线局域网作为实现这一目标的主要系统之一,倍受人们关注。无线接入点AP(AccessPoint)是实现无线局域网移动功能的关键部分。在无线局域网中，AP所实现的功能包括：对小区内移动终端的管理,例如登录、认证；完成IEEE802.11中入口的功能，实现从802.11到802.

5、Ｘ帧格式和从802.Ｘ到802.11帧格式的转换；完成数据帧从无线网络到有线网络的桥接过程，实现地址过滤以及地址的学习功能；完成移动终端在不同BSS间越区切换的管理以及移动终端与Internet的兼容，使移动终端在越区切换后仍可以保持连接，做到“操作透明性”和“性能透明性”；实现简单网管功能；完成WEP算法。二、IEEE802.11b主要特点IEEE802.11b协议规定WLAN工作在2.4GHz的ISM频段，广泛用于工业和民用产品。(1)物理层：直接序列扩频技术(DSSS)，补偿码键控(CCK)调制；(2)MAC层：载波监

6、听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议。(3)安全性：内置式鉴定，基于RC4的流加密算法；(4)频段：2.4GHz(工业、科学和医疗ISM波段)；(5)速率：最大数据传输速率11Mb/s，射频差时降为5.5Mb/s,2Mb/s；(6)业务：3个非重叠信道，传输数据、图像；(7)范围：室内100m，室外300m左右。802.11b运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式。点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。只要PC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡的PC连接，对于小型的无线网络来说，是一种方便的连接方式，最多

7、可连接256台PC。而基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是802.11b最常用的方式。此时，插上无线网卡的PC需要由接入点与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作，一个接入点最多可连接1024台PC（无线网卡）。当无线网络节http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛点扩增时，网络存取速度会随着范围扩大和节点的增加而变慢，此时添加接入点可以有效控制和管理频宽与频段。无线网络需要与有线网络互连，或无线网络节点需要连接

8、和存取有线网的资源和服务器时，接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。三、无线AP的设计采用ATMEL公司的AT76C510的单芯片IEEE802.11b基带控制器，芯片内部集成两个ARM7TDMI微处理器，一个微处理器提供以太网和无线网的桥接功能;另一个微处理器和内部的128位FIFO用