无线MESH网络(Wireless MESH Network,WMN)是一种多跳无线网状拓扑网络,可以采取多跳接入方式保障节点之间的通信,网络中没有固定的AP接入点,其中每个节点都具有路由功能,都可以通过收发信号实现其与一个或多个对等节点之间的直接通信。WMN具有网络结构灵活、网络高健壮性、易于安装部署、高带宽等优点,在世界范围内掀起了应用热潮,随之而来的是WMN平台需求的日益增强,在这样的大背景下,对WMN架构及其组网过程中的关键设备——无线MESH路由器的研究就具有十分重要的意义,而无线MESH路由器作为一个嵌入式系统,应由硬件平台和相适配的嵌入式操作系统组成。本文为了紧随科技潮流,对已有的WMN架构及其组网中的关键设备实现新的突破,不仅定义了一种新型WMN架构,还设计了一款适用于该网络的嵌入式小型化路由设备——无线MESH路由器,其不仅成本低、体积小、方便携带,还具有高容量、高速率等性能优点,有效解决了传统设备性能、成本和便携性的冲突问题,实现了性能、成本和便携性的多赢。主要研究内容如下:第一、介绍了WMN的基本概念和各种场景对其的需求,分析了传统设备的不足,论证了对WMN架构及其组网过程中的关键设备进行研究的必要性;第二、针对WMN进行了功能分析和相应的网络方案设计,定义了一种新型实用的适用性广的WMN架构,并基于该网络方案搭建了具体网络,还对其中的关键节点——MESH路由器进行了软硬件需求分析;第三、以小型化、低成本、高性能为宗旨,重点设计实现了一款基于AR9331的小型化无线MESH路由器的硬件平台,并对该硬件平台进行了详细说明,包括关键芯片的选择、原理图的设计、PCB的绘制、配套外壳的设计及附件的选配;第四、详细介绍了该嵌入式系统中基于Linux的嵌入式操作系统OpenWrt即硬件设备上的软件部分,包括OpenWrt的组成、移植等等,并详细描述了相关配置过程,通过正确的配置这款路由器才能具有作为MESH节点接入WMN和使非MESH客户端接入WMN的功能,才能搭建基于文中新定义的网络架构的WMN;第五、搭建测试环境对这款MESH路由器进行单体性能测试和多体组网后性能测试,测试结果表明在新定义的WMN架构下该套低成本、小型化软硬件体系实现了预期要求的功能,并且性能优良,也证实了该款MESH路由器达到了性能、成本和便携性的完美融合。未来仍需要对嵌入式小型化无线MESH路由器进行改进,例如与智能家居进行融合,从而获得更广阔的应用前景。