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1、1课程设计报告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、一、引言（引言（简要说明设计题目的目的、意义、内容、主要任务等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
2、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 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
3、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，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
4、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
5、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;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、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
7、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，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、二、正文（课程设计的主要内容，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
8、构严谨，符 合各学科、专业的有关要求。合各学科、专业的有关要求。）无线网络课程：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
9、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，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 A
10、RP 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、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
11、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 IP 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：
12、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
13、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 DNS 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
14、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 seconds 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。
15、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
16、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.
