安卓的智能工控机wifi模块驱动软件开发
摘 要工信部最新报告显示，仅2015年的前三个月，我国移动宽带用户总数即打到了6.4亿，说明了我国移动互联网的飞速发展。加之近年大热的物联网概念与李克强总理最近提出的“互联网+”的概念更是进一步推动着高速网络化的进程。而WiFi这种能够将个人电脑、手持设备（例如手机或pad）等终端以无线方式互相连接的技术的普及与覆盖范围越来越广泛，更加促进了基于移动互联网的智能移动终端的发展。嵌入式设备作为智能移动终端之一，为了与当今的网络时代相结合，嵌入式系统开发板应能具备用于连接WiFi模块的接口，以此实现开发板连接WiFi的功能，使其能够匹配更多的功能、应用，拥有更广的发展空间。本文硬件模块采用Smart210开发板，该开发板采用三星S5PV210作为主处理器，能够流畅运行Android，Linux和WinCE6等操作系统。为了完成移动互联网的数据交互，将终端设备作为智能移动终端接入互联网，实现物联网加互联网的无缝衔，在开发板的外围使用USB-WiFi模块使开发板连接到网络。本文软件部分主要分两个部分，第一是研究USB-WiFi模块在Smart210开发板上的驱动移植，使之能够通过USB-WiFi模块进行WiFi的扫描和连接，从而实现智能工控机与互联网的移动接入；第二是在开发板的Android系统中加入用于WiFi扫描与连接的APP，使用户能够更加方便的使用WiFi连接功能。
Key words: USBWiFi；Embedded;Android development；Drive transplantation 目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.1.1 课题研究背景 1
1.1.2 课题研究意义 2
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 嵌入式系统研究现状 2
1.2.2 WiFi技术研究现状 3
1.3 课题主要研究内容 5
1.4 章节安排 5
第2章 系统硬件基础 7
2.1 Smart210嵌入式开发板 7
2.1.1 三星S5PV210微处理器 7
2.1.2 USB接口 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
2.1.3 LCD显示屏及接口 10
2.2 USBWiFi模块 11
2.2.1 部分USBWiFi模块的比较 12
2.2.2 EDUP EPN8508GS介绍 13
2.3 本章小结 13
第3章 USBWiFi驱动移植 15
3.1 建立Android编译环境 15
3.1.1 配置Fedora14与交叉编译器 15
3.1.2 配置mktools工具链与Android源代码 16
3.1.3 配置和编译Linux内核、创建Android并制作安装文件系统映象 17
3.2 USBWiFi驱动移植 18
3.2.1 USBWiFi模块源码修改 18
3.2.1 修改相关配置文件 19
3.3 Android系统烧制于Smart210 20
3.3.1 烧写Superboot到SD卡 21
3.3.2 使用MiniTools烧写Android系统 21
3.4 本章小结 22
第4章 WiFi功能APP开发 23
4.1 Android操作系统 23
4.2 开发前期准备工作 25
4.2.1 手机APP功能要求与设计 25
4.2.2 建立Android应用开发环境 25
4.3 APP功能的设计与编程的实现 26
4.3.1 WiFi扫描功能的实现 26
4.3.2 WiFi连接功能的实现 28
4.3.3 APP功能的调试与安装 31
4.4 相关问题的提出与解决 31
4.5 本章小结 32
第5章 总结与展望 33
5.1 工作总结 33
5.2 工作展望 34
致 谢 1
参考文献 1
附录一 实物图 3
附录二 外文翻译 6 第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
移动互联网在移动通信和互联网的基础上将二者结合，继承了移动通信随时随地随身和互联网分享、开放、互动的优势[1]，是二者整体的一个“升级版本”，将互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践[2]，运营商提供无线接入，互联网企业提供各种成熟的应用。在此基础上发展而来的物联网时代，将网络化的进程从主机、移动设备终端上逐步扩展到了全球的各种当中，物物相联即是物联网发展的最终目标，而在2015年两会国务院总理李克强在报告中提出的“互联网+”的概念为物联网又添上了一把火，物联网想要发展则与网络与硬件设备的智能化密不可分[3]。
在大幅度网络化的进程中，WiFi技术起到了重要的作用。与需要流量的3G、4G等业务相比，WiFi能够将有线网络转化为无线网络，在有WiFi热点的环境下，用户能够通过WiFi来实现移动设备上网的功能而不需要3G或4G了。并且WiFi能够支持更多的智能设备，让许多本身不具备3G、4G上网功能或只能通过网线连接有线以太网的设备能够实现移动上网，拓展了它们的使用范围，增加了它们能够支持的功能。
工控机（即工业控制计算机），作为一种运用总线结构，能够对机电设备、工艺装备及生产过程进行检测与控制的工具[4]，具有重要的计算机特征和属性，例如具有计算机CPU、内存、硬盘、外设及接口，并且拥有友好的人机界面、多样的操作系统个、控制网络及较为高效的计算能力[5]。主要分为：IPC（PC总线工业电脑）、DCS（分散型控制系统）、PLC（可编程控制系统）、CNC（数控系统）及FCS（现场总线控制）五种。其中嵌入式开发板作为半导体行业分工合作的载体之一，为需要在其上开发产品的厂商或个人提供基本的底层硬件、驱动和系统等资源，免除了用户完成底层工作的人力和时间。随着移动互联网的发展，嵌入式设备势必需要适应网络发展的要求，应能够与网络相连接来扩展嵌入式设备所能够支持的程序及功能。
无线网卡作为将嵌入式设备同WiFi网络相连接的载体之一，能够使嵌入式设备能够自由的在WiFi网络环境下实现上网功能，不再被有线以太网所限制。无线网卡按照其接口不同可分为：笔记本专用的PCMCIA接口网卡；台式机专用的PCI接口无线网卡以及USB无线网卡（即USBWiFi），其中USBWiFi只需在所用平台中有其驱动便可使用，加之现在USB接口在嵌入式设备中相当普及，因此USBWiFi非常适合用于帮助嵌入式设备连接至WiFi网络中。
1.1.2 课题研究意义
针对当前的背景，本课题研究的意义主要有：
（1）选取具有代表性的Smart210嵌入式开发板，在该嵌入式开发板上学习嵌入式技术，熟悉开发板的硬件模块与系统、驱动等软件模块，为未来拓展在其他的嵌入式开发板平台进行开发工作打下基础。
（2）通过将USBWiFi的驱动移植至嵌入式开发板中，将该开发板能够通过USBWiFi模块连接到网络环境当中，不再收到网线长度的限制，能够更加自由的在外界进行使用，同如今的中国整体的移动互联网、物联网乃至“互联网+”的趋势相吻合，对于嵌入式设备未来发展道路的扩展有着深远的意义。
1.2 国内外研究现状
Key words: USBWiFi；Embedded;Android development；Drive transplantation 目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.1.1 课题研究背景 1
1.1.2 课题研究意义 2
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 嵌入式系统研究现状 2
1.2.2 WiFi技术研究现状 3
1.3 课题主要研究内容 5
1.4 章节安排 5
第2章 系统硬件基础 7
2.1 Smart210嵌入式开发板 7
2.1.1 三星S5PV210微处理器 7
2.1.2 USB接口 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
2.1.3 LCD显示屏及接口 10
2.2 USBWiFi模块 11
2.2.1 部分USBWiFi模块的比较 12
2.2.2 EDUP EPN8508GS介绍 13
2.3 本章小结 13
第3章 USBWiFi驱动移植 15
3.1 建立Android编译环境 15
3.1.1 配置Fedora14与交叉编译器 15
3.1.2 配置mktools工具链与Android源代码 16
3.1.3 配置和编译Linux内核、创建Android并制作安装文件系统映象 17
3.2 USBWiFi驱动移植 18
3.2.1 USBWiFi模块源码修改 18
3.2.1 修改相关配置文件 19
3.3 Android系统烧制于Smart210 20
3.3.1 烧写Superboot到SD卡 21
3.3.2 使用MiniTools烧写Android系统 21
3.4 本章小结 22
第4章 WiFi功能APP开发 23
4.1 Android操作系统 23
4.2 开发前期准备工作 25
4.2.1 手机APP功能要求与设计 25
4.2.2 建立Android应用开发环境 25
4.3 APP功能的设计与编程的实现 26
4.3.1 WiFi扫描功能的实现 26
4.3.2 WiFi连接功能的实现 28
4.3.3 APP功能的调试与安装 31
4.4 相关问题的提出与解决 31
4.5 本章小结 32
第5章 总结与展望 33
5.1 工作总结 33
5.2 工作展望 34
致 谢 1
参考文献 1
附录一 实物图 3
附录二 外文翻译 6 第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
移动互联网在移动通信和互联网的基础上将二者结合，继承了移动通信随时随地随身和互联网分享、开放、互动的优势[1]，是二者整体的一个“升级版本”，将互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践[2]，运营商提供无线接入，互联网企业提供各种成熟的应用。在此基础上发展而来的物联网时代，将网络化的进程从主机、移动设备终端上逐步扩展到了全球的各种当中，物物相联即是物联网发展的最终目标，而在2015年两会国务院总理李克强在报告中提出的“互联网+”的概念为物联网又添上了一把火，物联网想要发展则与网络与硬件设备的智能化密不可分[3]。
在大幅度网络化的进程中，WiFi技术起到了重要的作用。与需要流量的3G、4G等业务相比，WiFi能够将有线网络转化为无线网络，在有WiFi热点的环境下，用户能够通过WiFi来实现移动设备上网的功能而不需要3G或4G了。并且WiFi能够支持更多的智能设备，让许多本身不具备3G、4G上网功能或只能通过网线连接有线以太网的设备能够实现移动上网，拓展了它们的使用范围，增加了它们能够支持的功能。
工控机（即工业控制计算机），作为一种运用总线结构，能够对机电设备、工艺装备及生产过程进行检测与控制的工具[4]，具有重要的计算机特征和属性，例如具有计算机CPU、内存、硬盘、外设及接口，并且拥有友好的人机界面、多样的操作系统个、控制网络及较为高效的计算能力[5]。主要分为：IPC（PC总线工业电脑）、DCS（分散型控制系统）、PLC（可编程控制系统）、CNC（数控系统）及FCS（现场总线控制）五种。其中嵌入式开发板作为半导体行业分工合作的载体之一，为需要在其上开发产品的厂商或个人提供基本的底层硬件、驱动和系统等资源，免除了用户完成底层工作的人力和时间。随着移动互联网的发展，嵌入式设备势必需要适应网络发展的要求，应能够与网络相连接来扩展嵌入式设备所能够支持的程序及功能。
无线网卡作为将嵌入式设备同WiFi网络相连接的载体之一，能够使嵌入式设备能够自由的在WiFi网络环境下实现上网功能，不再被有线以太网所限制。无线网卡按照其接口不同可分为：笔记本专用的PCMCIA接口网卡；台式机专用的PCI接口无线网卡以及USB无线网卡（即USBWiFi），其中USBWiFi只需在所用平台中有其驱动便可使用，加之现在USB接口在嵌入式设备中相当普及，因此USBWiFi非常适合用于帮助嵌入式设备连接至WiFi网络中。
1.1.2 课题研究意义
针对当前的背景，本课题研究的意义主要有：
（1）选取具有代表性的Smart210嵌入式开发板，在该嵌入式开发板上学习嵌入式技术，熟悉开发板的硬件模块与系统、驱动等软件模块，为未来拓展在其他的嵌入式开发板平台进行开发工作打下基础。
（2）通过将USBWiFi的驱动移植至嵌入式开发板中，将该开发板能够通过USBWiFi模块连接到网络环境当中，不再收到网线长度的限制，能够更加自由的在外界进行使用，同如今的中国整体的移动互联网、物联网乃至“互联网+”的趋势相吻合，对于嵌入式设备未来发展道路的扩展有着深远的意义。
1.2 国内外研究现状
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