USB無線網卡在嵌入式系統中的設計與實現

王雪

摘要：本文介紹了一款無線網卡在嵌入式設備的移植和應用。主要內容包括：無線網卡型號的選擇、無線網卡驅動程序的移植、安全認證的配置和使用以及保證網絡連接的策略方案。

關鍵詞：NW335；嵌入式Linux移植；WPA

1 背景

當今的物聯網時代，移動終端設備的通信得到廣泛的應用。各種設備相繼接入無線網絡，從而實現更靈活、更方便快速的網絡通信。

無線網卡模塊是實現無線網絡通信的硬件條件，目前來看主要有兩種形式（1）內置式無線網卡：即將網卡芯片與主板集成在一起，如手機、筆記本電腦等；（2）外置式無線網卡：利用USB接口外接USB無線網卡。這兩種方式各有優勢，本文主要研究外置式無線網卡的實際應用。

2 無線網卡驅動程序的配置與移植

2.1 無線網卡的選擇

從技術角度看，無線網卡的選擇要注意以下幾點：

（1）支持802.11b/g/n無線傳輸協議。

（2）采用主流廠商的無線網卡芯片.

（3）具備外置增益天線。

根據以上要求，本論文中選用了磊科的NW335型號的無線網卡來進行測試操作。

2.2軟硬件平臺

硬件平臺：S3c6410

軟件平臺：linux2.36.2

交叉編譯工具：arm-linux-gcc 4.3.2

2.3 NW335驅動程序的移植

不同廠商，不同型號的無線網卡的驅動程序不盡相同。因此，對于無線網卡驅動程序的移植就必不可少了。下面開始介紹對該款網卡的驅動程序移植到嵌入式linux操作系統的過程：

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

（2）將驅動程序以共享文件夾的方式移動到ubuntu虛擬機中，然后解壓縮，運行： 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，運行gedit 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

執行make命令，會生成一個.ko文件，這里生成一個8188cu.ko文件。即是我們生成的linux下無線網卡的驅動程序。將該文件復制到開發板存儲器中，執行：insmod /8188cu.ko 即可加載該網卡的驅動程序。

3 安全認證與加密

對于無線網絡來說，由于信號不是在密閉的線路中傳輸，其安全性是必須要考慮的因素，數據傳輸過程中的協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，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提供的補丁），并進行解壓縮：

#tar xvfz wpa_supplicant-0.7.3.tar.gz

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

#tar zxvf openssl-0.9.8e.tar.gz

二、編譯openssl庫

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

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

經過編譯后的wpa_supplicant源程序可以看到兩個主要的可執行工具：wpa_supplicant和wpa_cli。 wpa_supplicant是核心程序，它和wpa_cli的關系就是服務和客戶端的關系：后臺運行wpa_supplicant，使用wpa_cli 來搜索、設置、和連接網絡。

四、配置wpa_supplicant工具

修改wpa_supplicant.conf配置文件，其內容如下：

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

4 保證不斷網的方案

因為各種各樣的原因，網絡有可能會連接不成功。如網絡設備故障，斷電，設備自身重啟，軟件硬件故障等。為了保證網絡連接的穩定性，需要制定的聯網策略，對斷網情況進行修復處理。

1.啟動時進行網絡檢測，若不能通過便重新啟動，代碼如下：

2.在運行期間每隔一段時間檢測網絡，若不成功便重新連接網絡：

5 結論

通過對磊科NW335無線網卡的移植，可以實現帶有USB接口的LINUX設備的聯網，實用效果比較理想。在具備網絡連接檢測軟件運行的情況下，設備可以實現不間斷的網絡通信。

參考文獻

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