USB無線網(wǎng)卡在嵌入式系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王雪

摘要：本文介紹了一款無線網(wǎng)卡在嵌入式設(shè)備的移植和應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：無線網(wǎng)卡型號(hào)的選擇、無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序的移植、安全認(rèn)證的配置和使用以及保證網(wǎng)絡(luò)連接的策略方案。

關(guān)鍵詞：NW335；嵌入式Linux移植；WPA

1 背景

當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，移動(dòng)終端設(shè)備的通信得到廣泛的應(yīng)用。各種設(shè)備相繼接入無線網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)更靈活、更方便快速的網(wǎng)絡(luò)通信。

無線網(wǎng)卡模塊是實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信的硬件條件，目前來看主要有兩種形式（1）內(nèi)置式無線網(wǎng)卡：即將網(wǎng)卡芯片與主板集成在一起，如手機(jī)、筆記本電腦等；（2）外置式無線網(wǎng)卡：利用USB接口外接USB無線網(wǎng)卡。這兩種方式各有優(yōu)勢(shì)，本文主要研究外置式無線網(wǎng)卡的實(shí)際應(yīng)用。

2 無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序的配置與移植

2.1 無線網(wǎng)卡的選擇

從技術(shù)角度看，無線網(wǎng)卡的選擇要注意以下幾點(diǎn)：

（1）支持802.11b/g/n無線傳輸協(xié)議。

（2）采用主流廠商的無線網(wǎng)卡芯片.

（3）具備外置增益天線。

根據(jù)以上要求，本論文中選用了磊科的NW335型號(hào)的無線網(wǎng)卡來進(jìn)行測(cè)試操作。

2.2軟硬件平臺(tái)

硬件平臺(tái)：S3c6410

軟件平臺(tái)：linux2.36.2

交叉編譯工具：arm-linux-gcc 4.3.2

2.3 NW335驅(qū)動(dòng)程序的移植

不同廠商，不同型號(hào)的無線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序不盡相同。因此，對(duì)于無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序的移植就必不可少了。下面開始介紹對(duì)該款網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序移植到嵌入式linux操作系統(tǒng)的過程：

（1）登錄realtek官網(wǎng)：http：//www.realtek.com.tw/Default.aspx，獲取驅(qū)動(dòng)程序源代碼，rtl8188C_8192C_usb_linux_v3.4.4_4749.20120730.tar.gz

（2）將驅(qū)動(dòng)程序以共享文件夾的方式移動(dòng)到ubuntu虛擬機(jī)中，然后解壓縮，運(yùn)行： tar xzvf rtl8188C_8192C_usb_linux_v3.4.4_4749.20120730.tar.gz

（3） 打開解壓后的文件夾，如下圖：

修改Makefile，運(yùn)行g(shù)edit Makefie，打開文件，將原來的代碼

CONFIG_PLATFORM_ANDROID_X86=y

CONFIG_PLATFORM_ARM_S3C6K4 =n

改為：

CONFIG_PLATFORM_ANDROID_X86=n

CONFIG_PLATFORM_ARM_S3C6K4 =y

執(zhí)行make命令，會(huì)生成一個(gè).ko文件，這里生成一個(gè)8188cu.ko文件。即是我們生成的linux下無線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序。將該文件復(fù)制到開發(fā)板存儲(chǔ)器中，執(zhí)行：insmod /8188cu.ko 即可加載該網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序。

3 安全認(rèn)證與加密

對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)來說，由于信號(hào)不是在密閉的線路中傳輸，其安全性是必須要考慮的因素，數(shù)據(jù)傳輸過程中的協(xié)議與加密算法是非常重要的。目前主要的加密算法有兩種（1） WEP安全加密方式（2） WPA安全加密方式，其中wpa加密方式是目前最安全的加密技術(shù)，其配置過程如下：

一、下載并解壓縮源碼

登錄 http：//hostap.epitest.fi/wpa_supplicant/，下載wpa_supplicant-0.7.3.tar.gz （openssl用到0.7.3提供的補(bǔ)丁），并進(jìn)行解壓縮：

#tar xvfz wpa_supplicant-0.7.3.tar.gz

下載www.openssl.org/source/openssl-0.9.8e.tar.gz，并進(jìn)行解壓縮

#tar zxvf openssl-0.9.8e.tar.gz

二、編譯openssl庫(kù)

將wpa_supplicant中的補(bǔ)丁拷貝到openssl中 ，修改配置文件，如下圖所示：

三、編譯wpa_supplicant ，修改配置文件后進(jìn)行編譯，如下圖所示：

經(jīng)過編譯后的wpa_supplicant源程序可以看到兩個(gè)主要的可執(zhí)行工具：wpa_supplicant和wpa_cli。 wpa_supplicant是核心程序，它和wpa_cli的關(guān)系就是服務(wù)和客戶端的關(guān)系：后臺(tái)運(yùn)行wpa_supplicant，使用wpa_cli 來搜索、設(shè)置、和連接網(wǎng)絡(luò)。

四、配置wpa_supplicant工具

修改wpa_supplicant.conf配置文件，其內(nèi)容如下：

wpa_supplicant -B -i wlan0 -c /mnt/disk/home/wireless/wpa_supplicant.conf

4 保證不斷網(wǎng)的方案

因?yàn)楦鞣N各樣的原因，網(wǎng)絡(luò)有可能會(huì)連接不成功。如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障，斷電，設(shè)備自身重啟，軟件硬件故障等。為了保證網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，需要制定的聯(lián)網(wǎng)策略，對(duì)斷網(wǎng)情況進(jìn)行修復(fù)處理。

1.啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，若不能通過便重新啟動(dòng)，代碼如下：

2.在運(yùn)行期間每隔一段時(shí)間檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，若不成功便重新連接網(wǎng)絡(luò)：

5 結(jié)論

通過對(duì)磊科NW335無線網(wǎng)卡的移植，可以實(shí)現(xiàn)帶有USB接口的LINUX設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)用效果比較理想。在具備網(wǎng)絡(luò)連接檢測(cè)軟件運(yùn)行的情況下，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)不間斷的網(wǎng)絡(luò)通信。

參考文獻(xiàn)

[1] 李俊.嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)詳解[M].北京：人民郵電出版社，2008.126-167

[2] 宋寶華.Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)詳解[M].北京：人民郵電出版社，2008.477-528

[3] 劉淼.嵌入式系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)與Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.205-234

[4] 華清遠(yuǎn)見嵌入式培訓(xùn)中心linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)詳解 [M]北京：人民郵電出版社2007

[5] 趙建領(lǐng) 51單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用[M] 電子工業(yè)出版社 2010

[6] 李朱峰 linux2.6嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)踐 北京航空航天大學(xué)出版社 2010