基于openwrt和s3c2440的无线ap——毕业论文

基于openwrt和s3c2440的无线ap摘要：本文首先介绍了无线ap和802.11的基本概念，然后描述了一种特殊的Linux操作系统openwrt，以及三星的芯片s3c2440。此无线ap可实现延长网络的传输距离，起到中继网络的作用，也可以把有线网络转换为无线网络，以供笔记本电脑，手机等接入无线网络。关键词：无线ap;arm9;openwrt；Abstract: This paper at first introduces the basic concepts of wireless ap and 802.11, then describes a kind of special Linux operating system-openwrt, as well as the samsung s3c2440 chip.The wireless ap can extend network transmission distance, have the effect of relay network.It also can convert wired network to wireless network, in order that notebook computers, mobile phones or other wireless access network.Keyword：wireless ap；arm9;openwrt引言嵌入式行业一直在国内面临就业缺口大，但是合格的嵌入式工程师少的情况。这与嵌入式门槛高有关，首先嵌入式必须得有相应的计算机方面比如c语言，操作系统，数据结构等基础知识；然后在此基础上还要有电子方面的知识，比如模拟电路；最后还需要扎实的英语功底以便阅读大量的英文文档。只具有基础知识还不够，最重要的还要有动手能力，这就需要自己买开发板，做实验，做项目。Mini2440作为国内资料丰富的开发板，加上一个精简的linux系统openwrt来做为嵌入式的学习是不错的选择，做出来的东西也具有实用价值。1 无线ap介绍无线AP（Access Point）(如图1)是一个无线网络的接入点，具备无线到有线( wireless-to-wired)的桥接功能，也可以称其为基站。无线ap主要分为拥有路由功能的路由交换接入一体设备和不具有路由功能的纯接入点设备，一体设备执行接入和路由工作，纯接入设备只负责无线客户端的接入，纯接入设备通常作为无线网络扩展使用，与其他AP或者主AP连接，以扩大无线覆盖范围，而一体设备一般是无线网络的核心。我们这里的无线AP就是纯接入设备。图1无线ap拓扑图2.802.11介绍IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由国际电机电子工程学会（IEEE）所定义的无线网络通信的标准。802.11 网络包含四种主要实体元件，如图 2所示。图 2：802.11 LAN 的组成元件这些组成元件包括：工作站（Station）配置网络的目的，是为了在工作站间传送数据。所谓的工作站（station），是指配备无线网络界面的计算设备。通常，工作站是以电池供电的膝上型（laptop）或手持式（handheld）电脑。然而，工作站不见得就是携带型( portable）计算设备。有时候，使用无线网络之目的是为了省去拉线的麻烦，桌上型(desktop )电脑一样可以使用无线局域网络。较宽广的开放空问也可以受惠于无线网络，例如生产线可以使用无线局域网络来连接彼此。在消费性电子产品方面，802.11也快速成为一种连接标准。Apple的Airport Express可以让电脑通过802.11与音响连接。显然是为了借助 802.11 的高速传输能力来传送多介质数据。基站（Access Point）802.11 网络所使用的帧必须经过转换，方能被传递至其他不同类型的网络。具备无线至有线( wireless-to-wired)桥接功能的设备称为基站（access point，简称 AP）；基站的功能不仅于此，但桥接(bridging）最为重要。无线介质（Wireless medium)802.11 标准以无线介质（Wireless medium）在工作站之间传递帧。其所定义的物理层不只一种；这种架构允许多种物理层同时支持 802.11 MAC - 802.11 最初标准化了两种射频( radiofrequency，简称 RF)物理层以及一种红外线（infrared）物理层，然而事后证明 RF 物理层较受欢迎。此外，一些其他的射频物理层也已经标准化了。传输系统（Distribution system)当几部基站串连以覆盖较大区域时，彼此之间必须相互通信，才能够掌握移动式工作站的行踪。而传输系统(distribution system )属于 802.11 的逻辑元件，负责将帧（frame）转送至目的地。802.11 并未规范传输系统的技术细节。大多数商用产品，是以桥接引擎（bridging engine）和传输系统介质（distribution system medium）共同组成传输系统。传输系统是基站间转送帧的骨干网络，通常就称为骨干网络（backbone network）。所有在商业上获得成功的产品，几乎都是以 Ethernet 为骨干网络。IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个版本标准IEEE 802.11。其中定义了媒体访问控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站（Base Station, BS）或者接入点（Access Point，AP）的协调下通信。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯质量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple AccessCollision Avoidance）硬件沟通方式。802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的设备向下与802.11b兼容。其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。802.11n是WiFi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议， 为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11任务组N（TGn）应运而生。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准，但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括DLink，Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等，而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。3.系统硬件介绍硬件连接如图3Mini2440(s3c2440)Usb无线网卡有线路由器图3：硬件连接Mini2440是一款以三星公司s3c2440为芯片处理器的arm9开发板。其硬件及参数主要有：cpu主频 400MHz，最高 533Mhz,内存32m,nand flash256m,nor flash 2m，1个100m以太网RJ-45接口，3个串口，1个usb接口等。无线网卡d-link dwl-g122是d-link公司的一款usb无线网卡，支持802.11n,802.11g等网络标准，传输速率150Mbps。4.系统软件介绍OpenWrt是适合于嵌入式设备的一个Linux发行版（如图4）。相对原厂固件而言，OpenWrt不是一个单一、静态的固件，而是提供了一个可添加软件包的可写的文件系统。这使用户可以自由的选择应用程序和配置，而不必受设备提供商的限制，并且可以使用一些适合某方面应用的软件包来定制你的设备。对于开发者来说，OpenWrt是一个框架，开发者不必麻烦的构建整个固件就能得到想要的应用程序；对于用户来说，这意味着完全定制的能力，与以往不同的方式使用设备。Openwrt由于有大量优质的网络组件，经常可以应用于各种无线，有线通信领域，大大节省在相关开发中对网络传输的投入。Openwrt还支持多重处理器架构，比如常见的x86,arm以及mips等，软件包丰富，编译工具整合度高，只需要简单操作就可以得到我们需要的内核。Openwrt作为linux的一个版本，也是一个开源的操作系统。安全性高，易开发，适合工作和学习需要。图4.1 openwrt网页配置界面图4.2openwrt终端显示界面5.实施方案a) openwrt的编译：（用普通用户登录）对ubuntu进行更新：$sudo apt-get -y update 安装subversion：$ sudo apt-get install subversion安装必要的编译工具：$ sudo apt-get install libtool autoconf automake gcc-multilib bison screen gcc g+ binutils patch bzip2 flex make gettext unzip libc6 git-core git build-essential libncurses5-dev zlib1g-dev gawk quilt asciidoc libz-dev下载源码：$cd $svn checkout /svn/trunk/openwrt/ openwrt-arm$cd openwrt-arm更新源：$ svn update$./scripts/feeds update -a $./scripts/feeds install a进行配置：$cd openwrt-arm$make defconfig$make menuconfig进行编译：$make V=99b) 烧写内核：将openwrt-arm/bin/s3c24xx中的uboot.bin、openwrt-s3c24xx-mini2440-zImage、openwrt-s3c24xx-squashfs.img用dnw烧到mini2440中：i.切换到NOR FLASH 启动Uboot选q进入vivi 的命令模式，输入part add uboot 0x00000000 0x00060000 0load flash uboot usb通过windos 下的dnw 或者本项目的dnw2 工具下载u-boot.binii.下载UBOOT 完成后，通过NAND 启动UBOOT，进行配置进入菜单，按s 键选择Settting system paramter,进入U-BOOT 配置，选项。再次安3 键选择MatchType,根据你的实际情况选择板子（7）。并按S 保存设置。重启开发板并进入主菜单，根据需要下载。c) 启动mini2440：i. ifconfig wlan0 up打开无线网卡ii. 串口中设置br-lan地址为iii. Pc中打开网页20iv. 在网页中：网络接口修改基本设置：设置为如图5图5 lan口基本设置v. 重启mini2440vi. 在网页中：网络无线修改基本设置：设置为如图6图6 无线配置vii. 重启mini2440，既可连接上无线热点openwrt_2440上网。6.结语Openwrt作为一种自由、开源路由器操作系统，比其它路由系统更具灵活性，更容易满足用户的多重需求。而且开发成本低，一定会有较强的市场竞争力。参考文献1 Openwrt官方网站2 Openwrt中文官方网站2 加斯特 (GastMS) ；802.11无线网络权威指南(第2版) ；东南大学出版社；20073 李文武；基于openwr