基于ZYNQ嵌入式的无线路由协议研究与实现
摘要
随着移动通信技术的飞速发展，无线通信网络在组网通信中所占的比例越来
越大，得到了各个应用领域越来越多的关注。对于无线自组织网络来说，通信协
议的研究对该网络的发展起到了至关重要的作用。本文以满足无线自组织网络中
的通信协议在不同应用场景下的实际需求为背景，开展了基于ZYNQ嵌入式的
无线通信协议的实现和研究，为在无线自组织网络中根据不同的网络环境，利用
不同的网络协议来完成通信工作提供工程实现方面的技术积累，主要的内容及成
果如下：
1．研究了AODV协议与洪泛通信协议的基本原理与工作机制，根据协议运
行所需要的功能进行了基于PYNQ-Z2开发板的硬件电路配置，得到了电路综合
映射后的硬件配置信息文件，为协议所移植的嵌入式Linux系统提供硬件平台。
2．基于PYNQ-Z2开发平台对嵌入式系统的定制化功能配置以及嵌入式应用
的开发环境配置工作进行了系统性的研究。在基于Ubuntu系统的基础上建立了
交叉编译环境，利用Petalinux工具对嵌入式系统的内核、根文件系统和工程设
备树进行了定制化配置。在此基础上构建了启动镜像以及内核镜像，保障了嵌入
式Linux操作系统在PYNQ-Z2开发平台中的正常启动与运行，综合生成了设备
树文件，挂载了根文件系统，令嵌入式平台具备了能够进行应用开发的基本条件。
3．基于对AODV协议实现源码架构的梳理，将其中内核层的部分API根据
Linux内核版本的变动进行重新设计，利用Petalinux对协议内核层中可加载模块
的实现方法进行了重新设计，实现了AODV协议在高版本嵌入式Linux操作系
统上的运行，完成了该协议在嵌入式系统环境中的移植与上层应用程序的通信测
试工作。AODV协议在传输用户数据之前，需要预先建立两个通信节点之间的
路由，但是当在某段时间内网络不连通，AODV协议无法在两个通信节点之间
找到一条有效的路由时，节点之间便无法完成通信工作。针对以上问题，完成了
由AODV协议到洪泛协议切换的逻辑功能，设计并实现了洪泛协议在嵌入式
Linux系统中的应用工作，运行该协议的节点可以对数据进行存储和携带，当两
个节点移动到能够进行相互通信的范围内时则进行存储数据的转发交换，节点之
间能够利用存储-携带-转发的模式通过不同的传输路径实现两个通信节点之间
的通信工作。
哈尔滨工程大学专业学位硕士学位论文
测试结果表明：AODV协议能够在高版本的嵌入式Linux系统中成功运行，
能够在源节点与目的节点不能直接连通的情况下，通过路由发现建立源节点到目
的节点的通信链路，完成自组织网络的建立，节点之间能够通过中间节点对数据
的转发完成通信工作。运行洪泛协议的节点终端能够发现在自身节点通信范围内
的邻居节点，节点之间能够将自身节点存储和携带的数据与邻居节点进行转发，
最终通过不同的传输路径完成源节点与目的节点之间的通信。
关键词：嵌入式设计；AODV协议；洪泛协议；Linux系统移植
基于ZYNQ嵌入式的无线路由协议研究与实现
Abstract
Withtherapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnology,wireless
communicationnetworkoccupiesanincreasingproportioninnetworking
communication,andhasbeenpaidmoreandmoreattentioninvariousapplication
fields.ForwirelessADhocnetwork,theresearchofcommunicationprotocolplaysan
importantroleinthedevelopmentofthenetwork.Inordertomeetthea