一、什么是wifi 模塊

? ? ? ? 百度百科上這樣定義：

? ? ? ? Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊，屬于物聯網傳輸層，功能是將串口或TTL電平轉為符合Wi-Fi無線網絡通信標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議IEEE802.11b.g.n協議棧以及TCP/IP協議棧。傳統的硬件設備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯入互聯網，是實現無線智能家居、M2M等物聯網應用的重要組成部分。?

二、WiFi 模塊主要分類

? ? ? Wi-Fi模塊可分為三類：

a -- 通用Wi-Fi模塊

? ? ? ?比如手機、筆記本、平板電腦上的USBorSDIO接口模塊，Wi-Fi協議棧和驅動是在安卓、Windows、iOS的系統里跑的，是需要非常強大的CPU來完成應用；

b -- 路由器方案Wi-Fi模塊

? ? ? 典型的是家用路由器，協議和驅動是借助擁有強大Flash和Ram資源的芯片加Linux操作系統；

c -- 嵌入式Wi-Fi模塊

? ? ? 32位單片機，內置Wi-Fi驅動和協議，接口為一般的MCU接口如UART等。適合于各類智能家居或智能硬件單品。

? ? ? ?我覺得這里有必要了解一下普通Wi-Fi模塊與嵌入式Wi-Fi模塊的區別：

? ? ? ?我們都知道筆記本、手機、平板電腦等這類產品具有強大的CPU和大容量的存儲器進行網絡通信數據的處理和存儲，因此在使用WIFI時不需要額外的MCU，完全借助其高速處理器和龐大的軟件系統。但是對于家電，儀表，LED燈等智能家居產品，因為該類產品的主控芯片可能是成本很低、功能簡單的MCU，因此這類產品無法支持普通Wi-Fi的功能。同時，還有一個重要的原因就是普通WIFI的功耗比較高，而嵌入式WIFI在功耗上做了很大的改善，比較適合對功耗要求高的無線家電設備。

? ? ? ?基于上述原因，各個無線廠商相繼推出了嵌入式WIFI模塊。嵌入式WIFI模塊的特點是軟硬件集成度高，整個嵌入式WIFI模塊集成了射頻收發器、MAC、WIFI驅動、所有WIFI協議、無線安全協議、一鍵連接等。總之，一句話：嵌入式WIFI應物聯網而生！

? ? ?下面我們針對嵌入式WIFI與普通WIFI來進行對比，通過下表的對比，我們大致上可以理解到什么是嵌入式WIFI

?	嵌入式WIFI模塊	普通WIFI模塊
適用范圍	無線家電、儀表、智能燈泡等智能家居設備	筆記本、手機、平板電腦等
主控芯片	模塊上集成的MCU	x86 CPU、ARM等高速微處理器
接口	UART、SPI、I2C、SDIO	USB、SDIO
功耗	低	高
產品	TI的CC3200系列、MXCHIP系列、ASIX系列 、Atheros的HF-LPA系列等	瑞昱RTL81xx系列、威盛VT系列、雷凌RT系列、 博通BCM、Marvell、高通Atheros等
開發設計	內置WIFI驅動、MAC、WIFI協議、無線安全協議等， 所有的網絡軟件封裝成一個UART或SPI接口的設備， 使用簡單，只需要往UART或者SPI收發數據即可。 從整體軟件層面上看，不屬于網絡設備。	需要在主機添加WIFI驅動、同時需要依賴主機的網絡協議棧等軟件平臺資源， 從整體軟件層面上看，屬于網絡設備，使用時需要遵循網絡相關的協議。

下面是筆者所用一款USB接口的WiFi模塊原理圖：

三、WiFi模塊主要功能

? ? ? Wifi 模塊 包括兩種類型的拓撲形式：基礎網（Infra）和自組網（Adhoc），要說明無線網絡的拓撲形式，首先要了解兩個基本概念：

a -- AP

? ? ? ?也就是無線接入點，是一個無線網絡的創建者，是網絡的中心節點。一般家庭或辦公室使用的無線路由器就是一個AP。

b --?STA站點

? ? ? ?每一個連接到無線網絡中的終端（如筆記本電腦、PDA及其它可以聯網的用戶設備）都可稱為一個站點。

1、基于AP組建的基礎無線網絡（Infra）

? ??? Infra：也稱為基礎網，是由AP創建，眾多STA加入所組成的無線網絡，這種類型的網絡的特點是AP是整個網絡的中心，網絡中所有的通信都通過AP來轉發完成。

附： ?

?筆者所用WiFi模塊有兩種系統設置：??無線網類型AP?和?Infra ??

AP是將wifi模塊當路由器使用，這樣手機和電腦就可以直接連接wifi模塊了。

?Infra 是將wifi模塊當基礎設備使用，用于連接別的路由器。

2、基于自組網的無線網絡（Adhoc）

? ??? Adhoc：也稱為自組網，是僅由兩個及以上STA自己組成，網絡中不存在AP，這種類型的網絡是一種松散的結構，網絡中所有的STA都可以直接通信。

3、安全機制

? ? ?本模塊支持多種無線網絡加密方式，能充分保證用戶數據的安全傳輸，包括：WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。

4、快速聯網

? ? ? 本模塊支持通過指定信道號的方式來進行快速聯網。在通常的無線聯網過程中，會首先對當前的所有信道自動進行一次掃描，來搜索準備連接的目的AP創建的（或Adhoc）網絡。本模塊提供了設置工作信道的參數，在已知目的網絡所在信道的條件下，可以直接指定模塊的工作信道，從而達到加快聯網速度的目的。

5、地址綁定

? ? ?本模塊支持在聯網過程中綁定目的網絡BSSID地址的功能。根據802.11協議規定，不同的無線網絡可以具有相同的網絡名稱（也就是SSID/ESSID），但是必須對應一個唯一的BSSID 地址。非法入侵者可以通過建立具有相同的SSID/ESSID的無線網絡的方法，使得網絡中的STA聯接到非法的AP上，從而造成網絡的泄密。通過BSSID地址綁定的方式，可以防止STA 接入到非法的網絡，從而提高無線網絡的安全性。

6、無線漫游

? ? 本模塊支持基于802.11協議的無線漫游功能。無線漫游指的是為了擴大一個無線網絡的覆蓋范圍，由多個AP共同創建一個具有相同的SSID/ESSID的無線網絡，每個AP用來覆蓋不同的區域，接入到網絡的STA可以根據所處位置的選擇信號最強的AP接入，而且隨著STA的移動自動在不同的AP之間切換。

四、工作方式

1、主動型串口設備聯網

? ? ? 主動型串口設備聯網指的是由設備主動發起連接，并與后臺服務器進行數據交互（上傳或下載）的方式。典型的主動型設備，如無線POS機，在每次刷卡交易完成后即開始連接后臺服務器，并上傳交易數據。PUSH型串口設備聯網的拓撲結構如右圖所示。其中，后臺服務器作為TCP Server端，設備通過無線AP/路由器接入到網絡中，并作為TCP Client端。

2、被動型串口設備聯網

? ? ? 被動型串口設備聯網指的是，在系統中所有設備一直處于被動的等待連接狀態，僅由后臺服務器主動發起與設備的連接，并進行請求或下傳數據的方式。典型的應用，如某些無線傳感器網絡，每個傳感器終端始終實時的在采集數據，但是采集到的數據并沒有馬上上傳，而是暫時保存在設備中。

? ? ? 而后臺服務器則周期性的每隔一段時間主動連接設備，并請求上傳或下載數據。

? ? ?此時，后臺服務器實際上作為TCP Client端，而設備則是作為TCP Server端主要特性2.4GHz, IEEE 802.11b/g內部PCB天線，可選外部天線支持基于AP的網絡（Infrastructure）/對等網絡Ad-Hoc （IBSS))/ 虛擬AP 模式 ，IPHONE/IPAD/Android?設備也能不用AP/路由器而直接連接支持802.11i加密方式：WEP-64/128,TKIP (WPA-PSK) and AES(WPA2-PSK)MCU內置TCP/IP協議棧3路UART串行接口(其中1路支持DMA 模式, 全功能串口,波特率最高支持921.6Kbps)SPI接口、I2S/PCM接口Digital Video端口高達24個GPIO口（部分GPIO將會和上述接口復用）全功能TCP/IP協議棧，TCP/IP傳輸帶寬達到10Mbps以上支持三種帶有定時自動喚醒功能的WiFi節能模式

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 下wifi 驱动开发（二）—— WiFi模块浅析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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