图文讲解 WiFi 驱动移植过程，很肝~

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来源：嵌入式基础学习
作者：小二

本篇文章打算对WiFi 驱动移植文章进行一次系统性的总结、复盘，分享一下自己的思考过程，遇到的问题等。
希望对您有点帮助????????????
备注：由于自己目前仅使用了一款 WiFi ，因此不能代表所有的 WiFi 种类，仅以此为代表，谈谈自己的理解与思考。如有问题，欢迎一块讨论交流。可关注微信公众号「嵌入式基础学习」，通过公众号后台，加我微信好友，一起学习！

1 简介

WiFi 是什么？能用来做什么？
都 2021 年了，相信您对 WiFi 一定不陌生了。
可以参考这里的百度百科释义：【百度百科 - WiFi（https://baike.baidu.com/item/Wi-Fi/151036?fromtitle=WIFI&fromid=803834&fr=aladdin）】
那 WiFi 能用来干什么呢？
以手机为例，很明显有两个功能：
  • 开启 WiFi ，连接到路由器；
  • 开启热点（AP），让别人连接到由自己设备 WiFi 开出来的路由；
这两个场景，在实际中已经很常见了。
本次 WiFi 驱动移植，应用场景是什么呢？
简单的说，就是我有一块控制板，现在需要增加 WiFi 模块，让设备可以通过 WiFi ，正常连接到网络。
应用场景也有很多，比如这些：
  • 对安装环境要求较高的地方（尽可能少的接线）；
  • 不易连接有线网络的地方；
  • 低成本，不想用 4G 的地方；
  • 仅用作局域网通信；
  • ...
说到这里，还有一个比较重要的场景，就是设备端作为一个 Web 服务器，可以接入其他设备，比如手机 APP 等，进行功能参数的配置。这块考虑后边单独写一篇文章总结。
设备怎么与 WiFi 模块通信？有哪几种方式？
目前主流的方案有两种：USB 和 SDIO ；
不过由于 USB 方案，适配相对简单，因此选用 USB 方式的芯片。
生活中常见的 USB 无线网卡，类似的也是这种方式。
备注：具体使用哪种接口，还要结合实际情况选择。
关于 USB 方式和 SDIO 方式，可以看看这份参考资料，WIFI的USB和SDIO接口是什么？？（https://zhidao.baidu.com/question/117152584.html）
硬件怎么连接？是否需要天线？如果不需要天线有什么问题？天线不适配又有什么问题？
使用 USB 方式的 WiFi 模组，硬件接线较为方便，如下图所示
截图源自创凌官网
由上图可以看到，引脚功能如下：
  • D+：USB接口+
  • D-：USB接口-
  • ANT：天线接口
而且整体尺寸很小，图中尺寸单位为 毫米（mm）。
下一个问题，肯定是需要天线的，否则 WiFi 无法发射出来信号。现象就是：AP 模式下，搜索不到路由。
如果天线不适配，则不能达到最大利用率。实际现象：WiFi 网速慢，网络连接不稳定，ping 丢包等。

2 整体流程

这一部分，就回顾一下，从拿到 WiFi 模块，到最后产品交付的全流程，然后复盘总结一下。
我把整个过程大致分为三个阶段，图示如下：
其实在这之前，还应该有一个硬件环境准备阶段。为了尽量详细，简要描述如下：
（如果您已了解，可直接看下一部分????）
硬件连接图，简要图示如下：

2.1 基础移植

此阶段的终极目的：使系统检测到 WiFi 网卡。为什么呢？
  • USB WiFi 的基本操作，都是通过 命令行 实现，因此必须要先检测到 WiFi 网卡，才能针对此网卡，进行特定操作。
  • 本质与操作有线网卡 eth0 类似。
这里首先要做的就是 驱动移植 ，将官方的驱动，移植到现有内核中，这样才能在内核菜单中看到对应模块。
接着需要修改内核选项，使能所用的 WiFi 模块。
可以参考文章「详细记录丨Realtek RTL8188FU WiFi 驱动移植」
最后肯定是要编译，生成新的内核文件，可以使用挂载内核的方式，验证一下新编译的文件是否正常运行。
如果可以看到 WiFi 网卡驱动，则表示内核编译无误；否则，需要重复上述步骤，进行检查；
PS：一定要确保硬件连线无误，没有断路、短路、接反等问题。

2.2 命令交叉编译

经过上个阶段，我们已经可以正常检测到网卡了。
这个阶段，主要是准备一些 工具 ，也就是一些用来操作 WiFi 的命令、依赖的库文件等；
这个阶段可以参考文章：「详细记录丨Realtek RTL8188FU WiFi 命令编译」
最后记得把编译生成的命令，放到文件系统中的对应路径。
注意命令权限，正常应该是 755 ，一定要有可执行权限！！！
当我们准备好所需命令后，就可以编写一些自动化的脚本，这样在程序中，只需调用对应脚本文件即可。
当然了，一些特殊文件，比如保存 WiFi 名称密码的文件，由于需要经常修改，因此还需要在程序中进行写文件操作。
我的做法是先在文件系统中，给一个默认的初始文件，当参数有改变时，重新再写一次文件。
其实也可以单独修改文件中的某一部分，但是经过评估，发现数据量不大，直接擦了重写，更加简单方便！

2.3 业务开发

第一个应用场景：连接路由
即需要控制 WiFi 模块，连接到特定的路由，进行网络通信、数据交互等。
此时可以参考文章：「详细记录丨Realtek RTL8188FU WiFi 连接路由」
第二个应用场景：开启 AP 热点
也就是设备本身，需要发射出来信号，以供其他设备连接。
此时可以参考文章：「详细记录丨Realtek RTL8188FU WiFi 开启热点」
其实还有另外一个应用场景：Web服务器 ，不过我想后边单独出一篇文章来写。
是什么呢？简单说就是一个 HTTP Server ，这个 Server 可以处理 POST 请求，进而实现与其他移动端设备的数据交互。
结合本项目，是用于 APP 给设备配置功能参数。

3 问题汇总

由于自己在做这一块的时候，遇到太多坑了，因此觉得很有必要再总结一下，希望能帮到您~
WiFi 配置为 AP 模式需要做什么？注意什么？
WiFi 开启 AP 模式，说白了，就两点要求：找得到，连得上；
  • 找得到：我们总得能看到这个 WiFi 热点吧？
  • 连得上：我们即使看到了，也得能正常连上去吧？
这里进一步延伸，就有两个技术点
  • 必须要选择合适的天线，否则信号较难发射出来，又或者信号不好；
  • 服务端需要有 DHCP 功能，确保设备可以正常连接，正常获取到 IP 地址；
其实脚本文件中的这一步，就是自动分配 IP 地址的过程。
如果没有开启 DHCP 功能，有什么异常？
我实际遇到的异常是：手机打开 WiFi 开关，点击连接 WiFi ，发现一直处于 获取 IP 地址的过程中 ，始终无法连接上去，后经查找资料，才发现还需要服务端自动分配 IP 地址。
WiFi 开启 AP 模式，信道选择有什么注意的？
关于这个问题，强烈推荐这篇教程 为什么WiFi自动信道选到的信道多数在1/6/11（https://blog.csdn.net/linuxjourney/article/details/39828553）
经过实际测试，发现修改为信道 11 ，效果要好一点。当然，这个还是要结合实际情况来定????
具体表现就是：可以更快的找到 WiFi 热点，连接也比较稳定。
PS：自我感觉了解的不是很充分，如果您有不同见解，欢迎留言指出，十分感谢！比心????????????
如果信道选择的不对，造成的问题，具体表现有这几种
  • WiFi 信号强度不好；
  • WiFi 信号稳定性不好；
  • 找到 WiFi 路由，需要的时间较久；
WiFi 模块天线选择问题
这个问题，极其重要。
刚开始拿到样品后，我们使用现有的其他天线，有好几种不同的，发现测试结果总是不尽人意。
一个 8M 的文件，传输过程需要好几分钟；实际测到的速度，也就几十 kb ，用起来也很糟心。
后来我们的硬件工程师，单独把我们的样机，送到天线厂商那做了适配，回来后，发现效果还真是不错。
因此，一款合适的天线，还是极其重要的！！！
WiFi 模块相关问题，是否跟驱动有关系？
这个问题，我目前还没有测试。
但是之前把问题反馈给供应商的时候，他们是给了一个新的 WiFi 驱动程序，让再测试一下。
因此，自我感觉，还是有一定影响的。
天线安装位置问题
由于我们的设备，是集成在一个很小的外壳里边，而且有大部分面积，都是金属材料。
然后设备还有 4G 、WiFi 、两个蓝牙模块，这些无线模块之间，信号频段又会互相造成干扰。
因此安装位置一定要找好，多考虑考虑。

4 总结

第一次做这样的总结复盘，如有不适之处，烦请提出您的宝贵意见，谢谢您！
我一直相信「 兼听则明，偏听则暗 」，所以有问题请一定记得给我留言哈~
然后这篇文章，也算断断续续写了两周时间，期间在忙工作、也在忙一些其他的事情。经过这几天的加班加点，总算赶出来了。
我是一个积极乐观????????????的程序开发者，您可以叫我一声 小二 ，亦或者，叫我一声 Boom ，都行，随您开心。
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