WIFI模塊四種工作模式介紹

WIFI模塊常見(jiàn)的四種工作模式：透?jìng)髂Ｊ?、串口指令模式、HTTPD Client模式、GPIO模式。使WIFI模塊可以適用于不同環(huán)境下工作。透明傳輸模式：在該模式下，模塊實(shí)現(xiàn)串口與網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸，實(shí)現(xiàn)通用串口設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞。串口指令模式：在該模式下，用戶可以按照我們的協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器，無(wú)需重啟即可向不同的服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。GPIO模式：在該模式下，用戶可以發(fā)送我們協(xié)議的指令控制模塊的六個(gè)引腳，分別是TXD、RXD、CTS、RTS、nReady，nLink。

1、透明傳輸模式

USR-WIFI232-A/B/C模塊支持串口透明傳輸模式，可以實(shí)現(xiàn)串口即插即用，從而最大程度的降低用戶使用的復(fù)雜度。在此模式下，所有需要收發(fā)的數(shù)據(jù)都被在串口與WiFi接口之間做透明 傳輸，不做任何解析。

在透明傳輸模式下，可以完全兼容用戶原有的軟件平臺(tái)。用戶設(shè)備基本不用做軟件改動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)支持無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。

《說(shuō)明》：

透明傳輸模式是復(fù)雜度最少的數(shù)據(jù)傳輸。用戶也打開(kāi)串口的硬件流控（CTS/RTS）功能，這樣可以使誤碼率降到最低。如果用戶不需要串口的硬件流控功能，只需要把相應(yīng)pin腳（CTS/RTS）懸空就可以。

2、串口指令模式

在此模式下，用戶可以將串口的數(shù)據(jù)發(fā)往不同的服務(wù)器地址，此模式可以用udp或是tcp client向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。

客戶MCU按照下面的格式發(fā)送數(shù)據(jù)包，模塊解析完成后，只將n字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)地址。當(dāng)有數(shù)據(jù)返回時(shí)，不做解析直接將數(shù)據(jù)從串口輸出。

3、GPIO模式

高性能WIFI模塊，支持GPIO模式。GPIO模式下UART的4個(gè)引腳定義為GPIO，nReady，nLink也定義成GPIO。

模塊工作在GPIO模式時(shí)，PC或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過(guò)WIFI與模塊建立連接（TCP/UDP），然后通過(guò)命令控制GPIO或讀GPIO狀態(tài)。命令如下：

GPIO n IN：設(shè)置GPIOn為輸入，返回GPIO OK或GPIO NOK

GPIO n OUT 0：設(shè)置GPIOn為輸出低電平，返回命令OK或命令NOK

GPIO n OUT 1：設(shè)置GPIOn為輸出高電平，返回命令 OK或命令 NOK

GPIO n SW：設(shè)置GPIOn為輸出并改變?cè)瓉?lái)高低電平狀態(tài)，返回GPIO OK或GPIO NOK

GPIO n PWM m1 m2：設(shè)置GPIOn輸出一個(gè)高低變化的電平，m1為高電平時(shí)間，m2為低電平時(shí)間（時(shí)間單位ms，最小10 ms），返回GPIO OK或GPIO NOK

GPIO n GET：讀取GPIOn狀態(tài)，返回I0，I1，O0，O1分別表示輸入低，輸入高，輸出低，輸出高。

注意：n可以為3，4，5，6，8，9，與模塊Pin腳對(duì)應(yīng)。其中GPIO 4只能做輸入，GPIO 3只能做為輸出。

GPIO READ返回當(dāng)前所有IO的狀態(tài)，與GPIO n GET的表示方法一致。如，I1I1I0I0I0I0O1，I表示輸入，O表示輸出。0表示低，1表示高。

4這個(gè)引腳是取反的。讀到1實(shí)際為0，讀到0實(shí)際為1。

4、HTTPD Client模式

此模式用于從HTTP服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)或是向服務(wù)器提交數(shù)據(jù)。

用戶在用at指令或是網(wǎng)頁(yè)設(shè)置好HTTP報(bào)頭的具體內(nèi)容后。每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，模塊會(huì)自動(dòng)將所發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成HTTP協(xié)議數(shù)據(jù)，發(fā)送到指定HTTP服務(wù)器上。方便用戶直接從HTTP服務(wù)器讀取或提交數(shù)據(jù)。

WIFI模塊工作模式淺析

這里我們這樣使用我們的設(shè)備，開(kāi)發(fā)板上插上網(wǎng)線和WIFI模塊。其工作原理是通過(guò)網(wǎng)線把網(wǎng)絡(luò)接到開(kāi)發(fā)板，我們的WIFI模塊作為無(wú)線的接入點(diǎn)，組成一個(gè)迷你的無(wú)線路由器。我們的電腦就能通過(guò)連接開(kāi)發(fā)板上的AP來(lái)上網(wǎng)了。

首先我們還是從ifconfig開(kāi)始：

~ 》： ifconfig -a

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:E5:49:83:76:1A

inet addr:192.168.1.168 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:1 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:64 （64.0 B） TX bytes:0 （0.0 B）

Interrupt:51 Base address:0x4300

lo Link encap:Local Loopback

inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0

UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1

RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:0

RX bytes:0 （0.0 B） TX bytes:0 （0.0 B）

wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:43:30:72:81

BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:0 （0.0 B） TX bytes:0 （0.0 B）

~ 》： ifconfig wlan0 192.168.1.2 netmask 255.255.255.0 up

~ 》： ifconfig

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:E？49:83:76:1A

inet addr:192.168.1.168 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:896 （896.0 B） TX bytes:272 （272.0 B）

Interrupt:51 Base address:0x4300

lo Link encap:Local Loopback

inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0

UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1

RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:0

RX bytes:0 （0.0 B） TX bytes:0 （0.0 B）

wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:43:30:72:81

inet addr:192.168.1.2 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0

UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:0 （0.0 B） TX bytes:0 （0.0 B）

如果你想要讓你的迷你路由器支持DHCP自動(dòng)分配IP，那么你首先要在你的開(kāi)發(fā)板上移植dhcpd的命令（busybox中也有udhcpd的命令，不過(guò)功能沒(méi)有dhcpd強(qiáng)大）

它的一些配置文件為：

/tmp 》： vim dhcpd_wlan0.conf

subnet 192.168.5.0 netmask 255.255.255.0 {

range 192.168.5.10 192.168.5.100;/分配的子網(wǎng)的范圍/

option domain-name-servers 4.2.2.2， 8.8.8.8;/域名解析服務(wù)器/

option routers 192.168.5.1;/配置路由器表/

default-lease-time 18800;

max-lease-time 72000;

authoritative;

}

subnet 子網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)的一部分。它是物理上獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段，與網(wǎng)絡(luò)其它部分共享網(wǎng)絡(luò)地址，并用子網(wǎng)號(hào)區(qū)分。

并在/tmp目錄下用touch創(chuàng)建dhcpd_wlan0.leases文件

之后運(yùn)行命令dhcpd -q -pf dhcpd_wlan0.pid -cf dhcpd_wlan0.conf -lf dhcpd_wlan0.leases wlan0

/tmp 》： vim dhcpd_wlan0.pid

704 /這里的進(jìn)程號(hào)是我們dhcp服務(wù)開(kāi)啟時(shí)，自己把進(jìn)程號(hào)寫(xiě)入到這個(gè)文件中，每次啟用都會(huì)覆蓋寫(xiě)入/

就設(shè)置好了dhcp的服務(wù)。

之后我們就要用hostapd工具來(lái)配置我們的迷你路由器了，沒(méi)有這個(gè)工具請(qǐng)自行百度移植。（要學(xué)會(huì)利用好百度，goole）它的配置文件為：

/apps/etc/network 》： vim hostapd.conf

# Software AP daemon program hostapd configure file

# FILE:/apps/etc/network/hostapd.conf

# Copyright （C） 2012 GuoWenxue 《guowenxue@gmail.com QQ:281143292》

ctrl_interface=/var/run/hostapd

interface=wlan0

#bridge=br0

driver=nl80211

ssid=Router_s3c2440/你可以給你的WIFI起個(gè)自己想要的名字/

hw_mode=g

channel=7 /802.11b/g工作在2.4～2.4835GHz頻段，這些頻段被分為11或13個(gè)信道，我們一般設(shè)置小于10/

macaddr_acl=0

auth_algs=1

ieee80211n=1

dtim_period=2

rts_threshold=2347

fragm_threshold=2346

macaddr_acl=0

eap_server=0

wpa=2

wpa_passphrase=lingyun_embedded/自己設(shè)置密碼/

wpa_key_mgmt=WPA-PSK

# WPA standard definition only support TKIP， but the vendor

# support AES-CCMP（A.K.A AES or CCMP） too.

wpa_pairwise=TKIP CCMP

# RSN（A.K.A WPA2） standard define support TIKP AES-CCMP.

rsn_pairwise=TKIP CCMP

wpa_group_rekey=86400

wpa_gmk_rekey=86400

如果你曾配置過(guò)路由器，有些選項(xiàng)你會(huì)熟悉吧。初學(xué)沒(méi)必要把每個(gè)選項(xiàng)弄懂，把幾個(gè)重要的設(shè)置好就行了。

配置好之后就可以運(yùn)行了：

~ 》： mkdir -p /var/run/hostapd

~ 》： hostapd -B /apps/etc/network/hostapd.conf

Configuration file： /apps/etc/network/hostapd.conf

Using interface wlan0 with hwaddr 00:0c:43:30:72:81 and ssid ‘Router_s3c2440’

~ 》： ls /var/run/hostapd/

wlan0（不清楚這里生成和下面的mon.wlan0有什么關(guān)系，有大神請(qǐng)留言指教）

可以看到生成的wlan0，而且

~ 》： ifconfig

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:E5:49:83:76:1A

inet addr:192.168.1.168 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0

UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:371446 errors:0 dropped:43 overruns:0 frame:0

TX packets:306189 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:360520116 （343.8 MiB） TX bytes:140937225 （134.4 MiB）

Interrupt:51 Base address:0x4300

lo Link encap:Local Loopback

inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0

UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1

RX packets:22 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:22 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:0

RX bytes:1320 （1.2 KiB） TX bytes:1320 （1.2 KiB）

mon.wlan0 Link encap:UNSPEC HWaddr 00-0C-43-30-72-81-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:2883 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:329852 （322.1 KiB） TX bytes:0 （0.0 B）

wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:43:30:72:81

inet addr:192.168.5.1 Bcast:192.168.5.255 Mask:255.255.255.0

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:310453 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:372073 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:141302428 （134.7 MiB） TX bytes:365778847 （348.8 MiB）

會(huì)發(fā)現(xiàn)多生成了一個(gè)mon.wlan0的網(wǎng)絡(luò)接口。這個(gè)查了下也沒(méi)弄清是怎么工作的。

但是現(xiàn)在你還無(wú)法上網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)的結(jié)果是會(huì)是受限的訪問(wèn)權(quán)限。

這是因?yàn)槲覀償?shù)據(jù)沒(méi)法通過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去，解決方法是用iptables來(lái)實(shí)現(xiàn)NAT。首先你要移植iptables到你的開(kāi)發(fā)板，

NAT分成了兩種類(lèi)型，即源NAT（SNAT）和目的NAT（DNAT），顧名思義，所謂SNAT就是改變轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的源地址，所謂DNAT就是改變轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的目的地址。

NAT表也有三條缺省的“鏈”（chains），這三條鏈也是規(guī)則的容器，它們分別是：

PREROUTING：可以在這里定義進(jìn)行目的NAT的規(guī)則，因?yàn)槁酚善鬟M(jìn)行路由時(shí)只檢查數(shù)據(jù)包的目的ip地址，所以為了使數(shù)據(jù)包得以正確路由，我們必須在路由之前就進(jìn)行目的NAT;

POSTROUTING：可以在這里定義進(jìn)行源NAT的規(guī)則，系統(tǒng)在決定了數(shù)據(jù)包的路由以后在執(zhí)行該鏈中的規(guī)則。

OUTPUT：定義對(duì)本地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包的目的NAT規(guī)則。

有一種SNAT的特殊情況是ip欺騙，也就是所謂的Masquerading，通常建議在使用撥號(hào)上網(wǎng)的時(shí)候使用，或者說(shuō)在合法ip地址不固定的情況下使用。

對(duì)于nat沒(méi)什么深入研究，下面有個(gè)網(wǎng)址講的不錯(cuò)：

http://www.51cto.com/html/2005/0813/1388.htm

配置SNAT

Linux可以很方便的通過(guò)iptables配置SNAT服務(wù)器，命令如下：

~ 》： ptables -t nat -I POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE

~ 》： iptables -A FORWARD -s 192.168.5.0/24 -j ACCEPT

~ 》： iptables -A FORWARD -d 192.168.5.0/24 -j ACCEPT

其中第一條表示將通過(guò)本機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包從eth0（外網(wǎng)）這個(gè)網(wǎng)卡發(fā)出去，另外兩條表示只轉(zhuǎn)發(fā)192.168.5.0/24這個(gè)網(wǎng)段過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包，這個(gè)網(wǎng)段正好是wlan0其它設(shè)備連上本機(jī)以后分配的網(wǎng)段。

還需要在打開(kāi)內(nèi)核的ip轉(zhuǎn)發(fā)功能：

~ 》： vim /etc/sysctl.conf

添加或修改這樣一段：

net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1

然后執(zhí)行命令

~ 》： sysctl -p

再把我們的網(wǎng)線連上開(kāi)發(fā)板，我們的電腦就可以連接開(kāi)發(fā)板上網(wǎng)了。