基于ARM的WiFi無線通信終端技術探討

袁良鳳

摘要：目前我國的互聯網發展迅速，WiFi無線通信技術對于人們的需求是必不可少的。本文對ARM的WiFi無線通信終端技術進行研究探討，為我國通信技術的發展做出一些貢獻。

關鍵詞：ARM；WiFi；無線通信終端

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0040-02

互聯網深入人們生活的趨勢不可阻擋，便攜式的無線電子產品通過WiFi熱點就能夠和互聯網連接擁有廣闊的市場前景，也會因為其入網費用低廉且快速的網速、較低功耗和操作的便捷性會讓該產品的市場更加的穩定。便攜的電子終端具備WiFi的功能之后就能夠和互聯網隨時連接，下載文件以及上網沖浪等都是毫無壓力；同時，寬帶需求的增長能夠被WiFi所滿足，故而各種的通訊終端都是可以通過無線的方式互相連接。

1 概述基于ARM的WiFi無線通信技術

1.1 WiFi無線通信技術的分析

互聯網發展迅猛的我國社會中，能夠將電腦或者個人的手持設備通過無線連接到網絡的終端，就是WiFi；其能夠通過無線的傳輸網絡信號進行終端設備和網絡的連接，如此就能夠實現方便的無線通信。應用了WiFi無線通信技術實現多種功能，Web和流式媒體的網絡信號、提供訪問網絡中的電子郵件給客戶、無線互聯網訪問寬帶的功能等，這些都是讓客戶擁有更為方便的上網信息，在無線上網的應用中發揮著積極的作用以及價值。

ARM是嵌入式系統的簡稱，基于ARM來將WiFi無線終端系統進行開發，就能夠對WiFi熱點范圍之內利用客戶端的程序進行搜索并對無線網絡進行顯示，這樣對終端設備連接到無線網絡中能夠獲得網上沖浪的功能，完成系統功能消耗的電源管理進行控制。如果想要兼顧便攜式終端設備的方便入網以及對智能的功耗節省提供解決方案，就要利用終端設備通過QT界面的開發技術以及WiFi的無線通信技術進行結合；另外還能夠實現基于終端的情況之下開發遠距離通信和智能切換的WiFi通信功能的各種電子設備[1]。

1.2 設計總體的WiFi無線終端系統

無線終端的硬件平臺由S3C6410的處理器為核心的OK6410開發板作為無線終端，硬件中的結構由三部分構成，分別WiFi無限模塊、人機交互模塊以及電源模塊等。嵌入式的微處理器和外圍的模塊構成了人機交互模塊，其中人機交互的提供是LCD的觸摸屏才能夠實現的；無線網卡組成了WiFi無線模塊；獨立供電的鋰電池形成了電源的模塊。模塊和模塊之間可以利用RS232接口或者USB接口和處理器進行連接；分別設計以及調試可以在模塊之間發生，互相之間是沒有影響的[2]。

基于ARM設計WiFi無線終端系統的開發就要分成三部分，首先是軟件開發的搭建；其次是硬件平臺的搭建，最后是對上層應用程序的設計。設計軟件開發部分，還會分別有應用程序的開發以及操作系統的移植兩個模塊；搭建硬件平臺，必須要考慮到設計電路原理圖、選型各種模塊的元器件。第一，需要的操作系統進行選擇之后，利用內核根據系統的需求進行裁剪的配置，需要考慮到無線網卡的支持以及LCD觸摸屏等操作；第二，無線終端系統的核心部分，基于QT網絡界面來進行設計開發電源管理的客戶端程序以及配置界面客戶端程序，這樣能夠降低功耗以及連接網絡等功能的實現。第三，集成每個模塊并調試，硬件的開發平臺需要把操作系統移植過來才行，終端系統能夠運轉正常就能夠預期功能的要求。

設計系統的硬件平臺，嵌入式的技術是在該系統下的無線終端的硬件部分，基于S3C6410內核的具備16或者32位RISC體系結構的一款微處理器，需要考慮的試驗設備的資源以及開發功能的結合，隨后需要對外部設備進行搭建，對系統的硬件開發平臺進行構建。綜合考慮之下，最終選擇OK6410開發板來作為硬件的平臺，資源模塊可以通過該平臺來進行提供，以及實現對系統的需求功能進行擴展等。

2 探討基于ARM的WiFi無線通信終端技術

2.1 基于ARM和WiFi技術優化設計無線網絡收音系統

基于ARM的WiFi無線通信終端技術對無線網絡收音系統的進行優化設計，具體結構也是分為硬件部分和軟件部分；硬件部分有閃存、電子顯示、電源管理、系統的接口以及S3C2440微處理器；軟件部分是嵌入式的瀏覽器、管理控制的程序、WiFi系統驅動、Bootloaderd、根文件系統。

基于ARM對WiFi無線通信終端的系統硬件組成結構進行設計，這期間連接了硬件，達到匹配不同芯片、模塊之間以及器件等。WiFi無線的通信終端技術之中，基于ARM設計的終端系統來看，S3C2440微處理器當中主要是存儲硬件部分，其中系統的內存部分是利用一片32位、64M的SDRAM，該功能是讓系統能夠正常運行下去；還有另一片相同配置和位數的NAND FLASH閃存，作用就是終端系統下運行過程中存放軟件需求的程序；兩個USB接口的作用分別是USB鍵盤以及USB鼠標；一個串口和一個JTAG接口對下載程序和調試程序的時候使用。另外，系統中硬件的部分還包括帶有LCD顯示終端系統的觸摸屏具備人機交互界面的功能，電源管理模塊控制系統的功耗。軟件部分在實際之中的應用來看，Bootloaderd的作用就是開發過程需要利用ADS集成的開發環境，必須要完成初始化終端系統中的硬件設備才可以；下載文件到目標板、FLASH閃存的擦寫工作、內核鏡像的引導等不同方面的工作都是需要Bootloader的引導。完成系統的驅動控制則需要Linux Kernel部分完成，不僅如此，還需要該部分進行多任務管理的工作，具體是通過代碼的指令對設計終端是否符合應用的需求進行保障[3]。

基于ARM優化設計WiFi無線通信終端系統的設計并且對系統移植的完成，都必須要進行應用方面的測試；經過對整個終端系統的測試，基本功能是需要對各部分在工作時候確保正常運行，最終能夠在基于ARM之下的WiFi無線網絡的連接，在通過WiFi基礎之上對無線網絡的收音機實現收聽的功能。

2.2 基于ARM以及WiFi技術實現礦井環境的監測

本系統的硬件設計可以分為兩部分，一部分是上位機的硬件設計，另一部分是設計數據采集節點[4]。

（1）上位機的硬件設計。上位機的設計也叫終端硬件的設計，利用S3C6410微處理器作為主控制機為核心，WiFi模塊、觸摸屏、電源模塊以及LCD顯示屏作為外圍的連接。WiFi無線通信技術將多個數據的采集節點和監測終端來構建ad-hoc網絡，數據采集節點的數據接受就能夠實現，溫濕度的數據、圖像的數據、可燃氣體的濃度數據等都會從顯示單元中接收并顯示出來，如果出現異常情況就會由報警的單元實現對異常情況的報警。

（2）數據采集節點的硬件設計。設計數據采集節點，硬件上需要主控制器、溫濕度采集模塊、WiFi通信模塊、電源模塊以及可燃氣體傳感器模塊、圖像采集模塊等。主控制器就是ARM的核心處理模塊，作為嵌入式系統中最重要部分，優點眾多而受到青睞，比如小體積、低成本、小功能且良好性能等。

溫濕度一體數據采集傳感器DHT11作為溫濕度采集模塊，具備數字式的溫濕度數據采集傳感器，溫度以及濕度的數據必須要經過內部來進行矯正才能輸出；這是利用專用數字采集模塊技術以及溫濕度的傳感器來進行的，這樣的后果就能具備更好的穩定性以及更高的可靠性能。仔細剖析該傳感器的結構就能夠知道里面由一個電阻式的測量濕度元件、一個NTC的測溫元件、一個高性能的八位微處理器來組成；另外其的數據輸出接口以及傳感器控制等都是采取單總線結構的串行接口，具備傳輸數據的距離遠、較小體積以及較低功耗等優點，這對于系統的設計具備極大的便利。WiFi的通信模塊作為上位機和下位機無線通信的核心單元，這是基于IEEE802.11n協議來實現設計的。USB接口都是應用在核心的處理器以及WiFi模塊之中；較快的傳輸速率以及較短的時間延時等，都是具備良好的數據傳輸效果。一般情況下，電源模塊都是采取多節的鋰離子電池進行串聯來實現的，這樣就能夠組成7.2v的供電干電池組。本文利用MQ-2的氣體檢測傳感器作為可燃氣體的檢測模塊。采取SnO2作為導體，越大的導電率就能夠監測外部可燃氣體的越大濃度，利用此種原理來對空氣中的可燃氣體濃度進行反映。圖像采集模塊可以選用中星的ZC301攝像頭，利用核心的處理器以及USB接口進行攝像頭的連接；USB接口不僅能夠作為ZC301攝像頭的供電口，也能夠用來當作數據采集的交換接口。在使用該攝像頭之前應該需要把其驅動移植到linux系統中，程序用來對每秒采取的圖像幀數進行控制，這樣就能夠對圖像數據的采集。實現了硬件的設計還需要對軟件進行設計，最后通過測試性能決定終端系統的穩定性。

3 結語

我國在網絡無線通信技術的發展之中也獲得了不小的成績，移動互聯網新興的主力軍就有WiFi的席位，同時在全球范圍內的WiFi覆蓋范圍也在不斷地擴大。WiFi是一種通用短程的無線傳輸技術，具備眾多優點比如寬廣的覆蓋范圍、頻段在世界范圍之內是不收費的、布線的省去等；基于ARM優化設計的WiFi無線通信的終端技術能夠通過應用的終端對網上信息進行瀏覽，也能夠對我國的無線通信技術水平進行提升，這會對全新通信時代的到來起到推動作用。

參考文獻

[1]李云紅，張恒，張亞林，王震亞.基于ARM的WiFi無線終端系統設計[J].計算機與數字工程，2017，（3）：498-50.

[2]謝煌生，傅智河，王悅新，等.基于WiFi無線通信的雙脈沖MIG焊手持終端[J].電焊機，2016，（12）：59-62.

[3]王有力.基于ARM的WiFi無線通信終端技術研究[J].中國新通信，2016，（22）：6.

[4]武風波，周云如.基于ARM的礦井環境監測系統設計[J].西北大學學報（自然科學版），2015，（4）：551-554.