1、1课程设计报告课程名称 硬件课程设计 设计题目 无线网络、EDA 课程、电子密码锁 专业、班级 信工 1401 学 号 14000023 姓 名 枫叶 指导教师 设计时间 2017.8.282017.10.20 2017 年 10 月 20 日2一、引言（简要说明设计题目的目的、意义、内容、主要任务等）1、无线网络简介无线局域网（WLAN）技术于 20 世纪 90 年代逐步成熟并投入商用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。无线局域网具有以下显著特点：简易性：WLAN 网桥传输系统的安装快速简单，可极大的减少铺设管道及布线等繁琐工作；灵活性：无线技术使得 WLAN
2、设备可以灵活的进行安装并调整位置，使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域；扩展能力强：WLAN 网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容，可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统；随着 WLAN 技术的快速发展和不断成熟，目前在国内外具有较多的中大规模应用，诸如荷兰的阿姆斯特丹市的全城覆，向客户提供各种业务。2、课程设计目的本次课程设计基于 Cisco Packet Tracer 软件平台，搭建无线网络，实现全网连通，WRT300N 无线路由器通过 2811Router 连接到ISP，ISP 提供 DNS 和 Web 服务。3、需求分析在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，
3、而无线3局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。4、意义此课程主要讲授无线通信网络优化的基础知识、无线通信网络的主要技术（扩频技术、多址技术、切换技术、功控技术、信道分配技术、天馈技术） 、CDMA 移动通信系统优化技术等。通过本门课程的学习，主要是学生掌握无线网络优化的主要技术，能够对无线通信网络的各种性能指标进行优化设计，对网络的各种故障能够进行整改。移动通信网络还会出现在网络规划阶段不可预料的问题，这些问题只能在网络建成后通过无线网络优化技术来加以解决，如网络投入运营出现的小区用
4、户剧增带来用户服务质量下降问题通过改变 PN 码参数加以解决。因此无线网络优化的问题，将日益严重，PN 规划后也将面临不断的改善，从未保证对正常运行的移动通信网络进行持续不断的优化。5、任务和部分内容无线通信网络优化是一项持续性长的系统工程，无线通信网络优化主要有三个步骤：采集数据、分析性能、实施和测试优化方案。采集数据是指对网络设计目标、网络总体运行和其工程情况的系统数据进行采集，其目的是对网络性能和质量能够更加有针对性的分4析。采集数据的方法有话务数据采集和路测数据采集两种。导致掉话的故障则可能是：覆盖盲区、硬件故障、交换链路失败、搜索窗长度设置不正确、深度衰落、阴影衰落、其他网络干扰等;
5、而引起高误帧率的故障原因有：前向/反向业务信道差、前向/反向链路功控问题、导频污染、导频信号差等。另外，在对关于通话干扰的数据进行分析后，我们可以得知 GSM系统正是一个干扰受限的系统。干扰使得错误率增加，进一步降低语音通话的质量。最后，在对无线网络的性能分析完成后，就要实施和测试优化方案。实施的优化方案主要包括了覆盖优化、设备优化、硬件系统优化、话务量优化、干扰信号分析、网络结构优化、无线参数优化、容量优化及领区优化等。实施优化方案后必须重新对无线网络进行测试，测试的重点是对无线网络中的覆盖、接入、干扰、掉话、容量等的测试。6、EDA 课程EDA 课程即电子设计自动化，是对于数字电路技术基础
6、的实践运用，这门课程主要用于对现代高新电子产品的设计，是一款综合性很强的工具，综合训练学生学过的的数字电路的知识。硬件平台是 FPGA 开发板，根据不同题目设计的数字电路下载到一片可编程逻辑器件上。软件平台是 ALTERA 公司的 QUARTUSII。7、电子密码锁5电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或者是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。了解电子密码锁的基本电路情况和电路所需元器件，根据 PCB 图完成相应的焊接工作；在日常生活中，若使用传统的机械开锁方式，则需要人们常携带很多把钥匙。随着单片机的应用领域越来越广泛，电子密码锁的问世越来越满足人们对锁的要求，
7、具有保密性强，灵活性高，安全性强的优点。给人们带来了许多方便。二、正文（课程设计的主要内容，包括实验与观测方法和结果、仪器设备、计算方法、编程原理、数据处理、设计说明与依据、加工整理和图表、形成的论点和导出的结论等。正文内容必须实事求是、客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明、语言流畅、结构严谨，符合各学科、专业的有关要求。）无线网络课程：1、TCP/IP 协议Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet 最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础，由网
8、络层的IP 协议和传输层的 TCP 协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了 4 层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言：TCP 负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而 IP 是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。62、ARP 协议简介地址解析协议，即 ARP（Address Resolution Protocol） ，是根据IP 地址获取物理地址的一个 TCP/IP 协议。主机发送信息时将包含目标IP 地址的 ARP 请求广播到网络上的所有主机
9、，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该 IP 地址和物理地址存入本机 ARP 缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询 ARP 缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送 ARP 应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机 ARP 缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪 ARP 应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个 ARP 欺骗。ARP 命令可用于查询本机 ARP 缓存中 IP 地址和 MAC 地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有 RARP
10、、代理 ARP。NDP 用于在 IPv6 中代替地址解析协议。3、DNS 服务简介DNS（Domain Name System，域名系统） ，因特网上作为域名和 IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的 IP 数串。通过主机名，最终得到该主机名对应的 IP 地址的过程叫做域名解析（或主机名解析） 。DNS 协议运行在 UDP 协议之上，使用端口号 53。在 RFC 文档中 RFC 2181 对DNS 有规范说明，RFC 2136 对 DNS 的动态更新进行说明，RFC 2308 对7DNS 查询的反向缓存进行说明。DNS 功能：每个 I
11、P 地址都可以有一个主机名，主机名由一个或多个字符串组成，字符串之间用小数点隔开。有了主机名，就不要死记硬背每台 IP设备的 IP 地址，只要记住相对直观有意义的主机名就行了。这就是DNS 协议所要完成的功能。主机名到 IP 地址的映射有两种方式：1）静态映射，每台设备上都配置主机到 IP 地址的映射，各设备独立维护自己的映射表，而且只供本设备使用；2）动态映射，建立一套域名解析系统（DNS） ，只在专门的 DNS 服务器上配置主机到 IP 地址的映射，网络上需要使用主机名通信的设备，首先需要到 DNS 服务器查询主机所对应的 IP 地址。通过主机名，最终得到该主机名对应的 IP 地址的过程叫
12、做域名解析（或主机名解析） 。在解析域名时，可以首先采用静态域名解析的方法，如果静态域名解析不成功，再采用动态域名解析的方法。可以将一些常用的域名放入静态域名解析表中，这样可以大大提高域名解析效率。DNS 故障解决：8当 DNS 解析出现错误，例如把一个域名解析成一个错误的 IP 地址，或者根本不知道某个域名对应的 IP 地址是什么时，就无法通过域名访问相应的站点了，这就是 DNS 解析故障。出现 DNS 解析故障最大的症状就是访问站点对应的 IP 地址没有问题，然而访问他的域名就会出现错误。（1）用 nslookup(网路查询)来判断是否真的是 DNS 解析故障：要想百分之百判断是否为 DN
13、S 解析故障就需要通过系统自带的NSLOOKUP 来解决了。第一步：确认自己的系统是 windows 2000 和 windows xp 以上操作系统，然后通过“开始-运行-输入 CMD”后回车进入命令行模式。第二步：输入 nslookup 命令后回车，将进入 DNS 解析查询界面。第三步：命令行窗口中会显示出当前系统所使用的 DNS 服务器地址，例如笔者的 DNS 服务器 IP 为 202.106.0.20。第四步：接下来输入无法访问的站点对应的域名。假如不能访问的话，那么 DNS 解析应该是不能够正常进行的，会收到 DNS request timed out，timeout was 2 s
14、econds 的提示信息。这说明本地计算机确实出现了 DNS 解析故障。小提示：如果 DNS 解析正常的话，会反馈回正确的 IP 地址。（2）查询 DNS 服务器工作是否正常：这时候要看本地计算机使用的 DNS 地址是多少了，并且查询他的运行情况。第一步：通过“开始-运行-输入 CMD”后回车进入命令行模式。9第二步：输入 ipconfig/all 命令来查询网络参数。第三步：在 ipconfig /all 显示信息中能够看到一个地方写着 DNS SERVERS，这个就是本地的 DNS 服务器地址。例如笔者的是202.106.0.20 和 202.106.46.151。从这个地址可以看出是个外
15、网地址，如果使用外网 DNS 出现解析错误时，可以更换一个其他的 DNS 服务器地址即可解决问题。第四步：如果在 DNS 服务器处显示的是个人公司的内部网络地址，那么说明该公司的 DNS 解析工作是交给公司内部的 DNS 服务器来完成的，这时需要检查这个 DNS 服务器，在 DNS 服务器上进行 nslookup 操作看是否可以正常解析。解决 DNS 服务器上的 DNS 服务故障，一般来说问题也能够解决。4、DHCP 服务简介DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配 IP 地
16、址，使网络环境中的主机动态的获得 IP 地址、Gateway 地址、DNS 服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。DHCP 协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当 DHCP 服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。DHCP 具有以下功能：1. 保证任何 IP 地址在同一时刻只能由一台 DHCP 客户机所使用。2. DHCP 应当可以给用户分配永久固定的 IP 地址。103. DHCP 应当可以同用其他方法获得 IP 地址的主机共存（如手工配置 IP 地址的主机） 。4. DHCP 服务
17、器应当向现有的 BOOTP 客户端提供服务。DHCP 有三种机制分配 IP 地址：1) 自动分配方式（Automatic Allocation） ，DHCP 服务器为主机指定一个永久性的 IP 地址，一旦 DHCP 客户端第一次成功从 DHCP 服务器端租用到 IP 地址后，就可以永久性的使用该地址。2) 动态分配方式（Dynamic Allocation） ，DHCP 服务器给主机指定一个具有时间限制的 IP 地址，时间到期或主机明确表示放弃该地址时，该地址可以被其他主机使用。3) 手工分配方式（Manual Allocation） ，客户端的 IP 地址是由网络管理员指定的，DHCP 服务
18、器只是将指定的 IP 地址告诉客户端主机。三种地址分配方式中，只有动态分配可以重复使用客户端不再需要的地址。DHCP 消息的格式是基于 BOOTP（Bootstrap Protocol）消息格式的，这就要求设备具有 BOOTP 中继代理的功能，并能够与 BOOTP 客户端和 DHCP 服务器实现交互。BOOTP 中继代理的功能，使得没有必要在每个物理网络都部署一个 DHCP 服务器。RFC 951 和 RFC 1542 对 BOOTP11协议进行了详细描述。5、HTTP 请求头、响应头格式HTTP 请求头和响应头中包含了目标主机向服务器请求的页面的重要控制信息，如请求页面的资源类型，编码方式，
19、所使用的 HTTP 版本，页面长度，是否加密等，在对 HTTP 页面进行假消息注入时对页面的控制信息的分析尤为重要，优秀注入数据的欺骗性和诱导性是建立在对原有页面的保持之上的，如在注入数据时不修改页面的长度信息直接注入，会导致浏览器无法正常显示页面，无法达到欺骗受害者的目的。Http 请求头格式:Accept：浏览器可接受的 MIME 类型。Accept-Charset：浏览器可接受的字符集。Accept-Encoding：浏览器能够进行解码的数据编码方式，比如gzip。Servlet 能够向支持 gzip 的浏览器返回经 gzip 编码的 HTML 页面。许多情形下这可以减少 5 到 10
20、倍的下载时间。Accept-Language：浏览器所希望的语言种类，当服务器能够提供一种以上的语言版本时要用到。Authorization：授权信息，通常出现在对服务器发送的 WWW-Authenticate 头的应答中。Connection：表示是否需要持久连接。如果 Servlet 看到这里的值为;Keep-Alive” ，或者看到请求使用的是 HTTP 1.1(HTTP 1.1 默认12进行持久连接)，它就可以利用持久连接的优点，当页面包含多个元素时(例如 Applet，图片)，显著地减少下载所需要的时间。HTTP 响应头格式:Location: http:/www.it315.org
21、/index.jsp(控制浏览器显示哪个页面)Server:apache tomcat(服务器的类型)Content-Encoding: gzip(服务器发送的压缩编码方式)Content-Length: 80(服务器发送显示的字节码长度)Content-Language: zh-cn(服务器发送内容的语言和国家名)Content-Type: image/jpeg; charset=UTF-8(服务器发送内容的类型和编码类型)Last-Modified: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT(服务器最后一次修改的时间)Refresh: 1;url=http:/www.it
22、315.org(控制浏览器 1 秒钟后转发 URL 所指向的页面)Content-Disposition: attachment; filename=aaa.jpg(服务器控制浏览器发下载方式打开文件)Transfer-Encoding: chunked(服务器分块传递数据到客户端） Set-Cookie:SS=Q0=5Lb_nQ; path=/search(服务器发送 Cookie 相关的信息)Expires: -1(服务器控制浏览器不要缓存网页，默认是缓存)13Cache-Control: no-cache(服务器控制浏览器不要缓存网页)Pragma: no-cache(服务器控制浏览器不
23、要缓存网页) Connection: close/Keep-Alive(HTTP 请求的版本的特点) Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT(响应网站的时间)6、无线局域网的定义无线局域网（Wireless local-area network, WLAN）:是计算机网络与无线通信技术想相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无限多址信道的一种有效办法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。14无线网络包括无线网卡和无线接入点（简称 AP） ，无线局
24、域网利用常规的局域网及其互联设备构成骨干网。利用无线接入点（AP）来支持移动终端（MT）的移动和漫游。配有无线网卡的台式 PC 机，笔记本电脑或其他设备就可以与无线网络连接起来。无线局域网与有线局域网的作用基本相同，就是在网络的各设备之间传送分组信息。不同的是，无线局域网中所用的是便携设备，其中的分组传输包括移动站之间和移动站与固定站之间的传输。EDA 课程：1. 程序变量说明:(所有的程序放在一个模块，包含所有的功能。)CP 高频脉冲 1024HZ CLK1 低频脉冲计时 1HZK1 控制洗衣开关 K2 控制甩干开关Q 数码管输出 SEG 数码管位选信号 ROW 双点阵行输入 RA 双点阵列
25、输入 ALARM 蜂鸣器module xiyiji(CP,CLK1,K1,K2,Q,SEG,ROW,RA,ALARM);input CP,CLK1,K1,K2;/时钟及洗衣甩干控制output6:0 Q;reg6:0 Q;/数码管输出outputALARM;regALARM;output 0:7ROW;/双点阵灯行控制reg0:7ROW;output 0:7RA;/双点阵列控制reg0:7RA;reg 2:0T;/动态扫描变量output2:0 SEG;/段选信号reg3:0 ss,A,B,C,S,G;/五分钟倒计时时的分和秒的十位reg2:0 SEG;/数码管的输位选信号15reg1:0 T
26、MP;/数码管的 d 动态扫描-洗衣机五分钟减法计数器-always(posedge CLK1)beginif(K1=0)begin A#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table=“ ENTER CODE “;uchar code table2=“ shiyanzhongxin “;uchar code table3=“ Digital Lock “;unsigned int key_code=1234; sbit lcden=P27;/lcd 使能 sbit lcdrs=P25;sbit wr=P2
27、6;sbit beep=P22;sbit LED_GREEN=P21;sbit LED_RED=P20;uchar num;19void delay(uint z) /延时函数uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)/写指令lcdrs=0;P0=com;delay(5);lcden=1;/高脉冲delay(5);lcden=0;void write_data(uchar date) /写数据函数lcdrs=1;P0=date;/数据赋值给 P0 口delay(5);lcden=1;delay(5);lcd
28、en=0;void init()/液晶初始化函数wr=0;lcden=0;write_com(0x38);/显示模式设置write_com(0x0f);/显示开、关及光标设置write_com(0x06);/write_com(0x01);/清屏指令/*从左向右自上而下为 0-9 键，10 和 11 键分别取消当前输入和确认当前输入*/uchar jianpan(void)/3x4 带返回值的矩阵键盘检测函数unsigned char i=100;unsigned char j,k,temp,key;P1=0xfe;20temp=P1;temp=tempif(temp!=0xf0)/检测到有键
29、被按下delay(10);if(temp!=0xf0)/消除抖动temp=P1;switch(temp)case 0xee:return 0;break;case 0xde:return 1;break;case 0xbe:return 2;break;case 0x7e:return 3;break;while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=tempP1=0xfd;temp=P1;temp=tempif(temp!=0xf0)delay(10);if(temp!=0xf0)temp=P1;21switch(temp)case 0xed:return 4;break;case
30、 0xdd:return 5;break;case 0xbd:return 6;break;case 0x7d:return 7;break;while(temp!=0xf0)temp=P1;temp=tempP1=0xfb;temp=P1;temp=tempif(temp!=0xf0)delay(10);if(temp!=0xf0)temp=P1;switch(temp)case 0xeb:return 8;break;22case 0xdb:return 9;break;case 0xbb:return 10;/取消当前输入break;case 0x7b:return 11;/确认当前输入
31、break;while(temp!=0xf0)temp=P1;temp=tempreturn 12;void main()uchar keynum=12,keynum_old=12,i=0,key_flag=0;unsigned int code_return=0;uchar qian=0,bai=0,shi=0,ge=0;init();write_com(0x80);/写地址for(num=0;num4)/如果输入超出长度LED_GREEN=1;LED_RED=0;/红灯亮write_com(0x80+0x40);beep=0;/蜂鸣器响i=0;if(keynum=10)write_com(
32、0x01);/清屏write_com(0x80);for(num=0;num16;num+)/显示第一屏write_data(tablenum);delay(5);write_com(0x80+0x40);LED_GREEN=1;LED_RED=1;i=0;/重新开始计数三、结论（应当准确、完整、明确精练；也可以在结论或讨论中提出建议、设想、尚待解决问题等。）课程设计就是这样，给你一种神奇的体验，从最开始的什么都不知道，到初步调查之后的觉得好难，再到不断找资料看教程一点点的摸索逐步完成任务之后才发现其实自己接触的只是这个方向最最基础和简单的方面，本次课程设计中对华为的 ENSP 模拟器，配置中
33、对与华26为设备有认知不足的地方，这就需要我们不断地深入学习，才能在显示复杂的网络条件中完成自己的任务。无论是无线网络课程、EDA 课程、还是焊接课程，总之，本次实验感觉收获颇丰，看到了以前网络课本上各种数据报在网络中传输的真实面貌，对网络有了更加理性的认识。课本学过的理论知识与实践相结合，自己动手充分理解其中的道理。此次课程设计主要是通过老师指导的 PDF 文档一步步进行操作，在操作中慢慢了解了无线网络的配置过程。虽然大部分工作文档中都有提及，但是具体遇到问题还是需要小组成员讨论解决，通过讨论，进一步理解了其工作原理，并运用 EDA 进行设计。这次课程设计不仅要我们对书本的知识有一定的了解，
34、还要我们查阅大量的课外文献资料才能完成，虽然中途碰到了许多问题，但是在小组成员的共同努力下，都一一解决，逐步看到成果，最后顺利完成了本次课程设计。课程设计结束了，我们从中学到了很多东西，知识不能仅局限于书本，我们要从更广阔的视野去获取对我们有用的信息。知识一定要用于实践，在实践中才能让我们对知识有着更好的理解，认识，验证和新发现。此次课程设计的无线网络的配置，在现在生活中用的也很多，学习相关操作和知识也是相当重要的。27四、参考文献1 常丹华主编.数字电子技术基础.电子工艺出版社.2012 年2 郑兆兆.EDA 课程设计 A 指导书.2013 年 9 月五、指导教师评语签名：年 月 日课程设计成绩（五级分制）
