Linux環(huán)境下的無線通信科技

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1開發(fā)板linux運行環(huán)境簡介

一般來說，Linux環(huán)境主要包括windows工作坪外、Linux服務(wù)器以及開發(fā)板平臺。上述三者均處在同一個網(wǎng)絡(luò)體系中。軟件開發(fā)人員在Linux服務(wù)器上設(shè)計編譯環(huán)境，然后通過windows工作坪外以及仿真器與開發(fā)平臺相互連接。在這種運行環(huán)境下，軟件設(shè)計人員能夠直接通過遠(yuǎn)程或者windows運行程序進(jìn)行Linux服務(wù)器開發(fā)。筆者建議，選擇Linux發(fā)行版本搭建Linux服務(wù)器，從而有利于收集各種有效資源。鑒于本文篇幅問題，在此不詳細(xì)講解Linux環(huán)境下的PC機安裝事項。

2以無線點餐系統(tǒng)為例探究Linux環(huán)境下的無線通信系統(tǒng)開發(fā)過程

無線點菜系統(tǒng)軟件部分分為系統(tǒng)服務(wù)器軟件和手持終端點菜軟件，這兩部分的軟件均采用Qt開發(fā)，點菜系統(tǒng)服務(wù)器端需要對許多系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一款小型數(shù)據(jù)庫。

2.1無線點菜終端機的硬件、軟件平臺手持點餐系統(tǒng)的硬件平臺直接采用ARM9核心S3C2410X處理器的S3C2410開發(fā)板，主頻為203MHz。這款嵌入式處理器，其具有成本低、功能低、性能高等優(yōu)勢。同時，準(zhǔn)備TL—WN321G+USB網(wǎng)卡，與開發(fā)板的USB接口相連接，進(jìn)而有效實現(xiàn)無線點餐的通訊功能。手持點餐系統(tǒng)的軟件平臺是基于Linux2．6操作系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，在內(nèi)核配置中設(shè)置無線網(wǎng)卡支持項目，結(jié)合系統(tǒng)添加庫文件、終端系統(tǒng)、無線網(wǎng)卡驅(qū)動以及相關(guān)的配置管理工具和啟動腳本等項目。終端餐桌點餐系統(tǒng)直接利用ARM9開發(fā)板作為硬件平臺，終端機在Linux2．6系統(tǒng)上進(jìn)行操作，結(jié)合文件系統(tǒng)合理添加庫文件、點餐中斷程序等管理工具。終端點餐系統(tǒng)使用QT進(jìn)行開發(fā)，其遵守QT／Embedded的一般程序，進(jìn)而有效實現(xiàn)各種點餐功能。另外，鑒于餐桌終端的各種優(yōu)勢，充分開發(fā)了點餐娛樂系統(tǒng)化功能，在點餐的同時還能進(jìn)行音樂、游戲、上網(wǎng)等功能。

2.2無線通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程服務(wù)器介紹在遠(yuǎn)程服務(wù)器上設(shè)計的點餐系統(tǒng)可以說是整個無線點菜系統(tǒng)的核心，通過該系統(tǒng)提供點餐初始信息選擇，餐臺信息選擇，點餐終端機處理等數(shù)據(jù)，所有的餐臺選擇、點菜信息以及提交選單以及信息處理都是在這個服務(wù)器上實現(xiàn)的。在本軟件設(shè)計中，充分利用Linux2．6系統(tǒng)操作系統(tǒng)的P機作為遠(yuǎn)端服務(wù)器，TOMCAT在服務(wù)器上建立JSP網(wǎng)站，使用DREAMWEAVER視覺化網(wǎng)頁開發(fā)工具和MYSQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計開發(fā)，進(jìn)一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作以及用戶登錄認(rèn)證的各項功能。

2.3運行與程序在開發(fā)板原配內(nèi)核及文件平臺之上，在內(nèi)核配置中設(shè)計無線網(wǎng)卡支持，綜合考慮文件系統(tǒng)中添加庫文件、點餐終端程序、無線網(wǎng)卡驅(qū)動以及相應(yīng)的環(huán)境和啟動設(shè)置腳本，燒寫入開發(fā)板，最后運行程序。

3Linux環(huán)境下的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)使用WIFI通信系統(tǒng)進(jìn)行手持客戶端與服務(wù)器端之間的聯(lián)系，這是無線局域網(wǎng)的一項標(biāo)準(zhǔn)，可以說是現(xiàn)代社會廣泛使用的無線通信方式。其可以以無線方式將平板電腦、智能手機以及PC端進(jìn)行連接，具有傳輸距離遠(yuǎn)、速度快等優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，WIFI技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的改善，通信質(zhì)量有了大幅度提高，能夠有效滿足系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通訊需求。相比于ZigBee、藍(lán)牙等技術(shù)來說，WIFI的信號發(fā)射率顯著較低，因此，該技術(shù)的應(yīng)用也最為健康。在達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信功能前，必須積極構(gòu)建無線局域網(wǎng)系統(tǒng)。現(xiàn)階段，創(chuàng)建WIFI網(wǎng)絡(luò)主要是通過無線路由以及Window7進(jìn)行創(chuàng)建的，在無線路由其的支持下，完成無線點餐系統(tǒng)的WIFI網(wǎng)絡(luò)搭建。在這種環(huán)境中就能有效應(yīng)用設(shè)計程序。

3.2NetlinkNetlink是一種數(shù)據(jù)雙向傳輸工具，能有效時間內(nèi)核數(shù)據(jù)與用戶進(jìn)程的特殊通信。另外，netlink也是連接內(nèi)核與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的常用接口。應(yīng)用netlink接口，用戶只需要在內(nèi)核源碼文件中新添加netlink協(xié)議即可。然后，用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)就能直接通過相關(guān)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。Netlink應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口，內(nèi)核態(tài)與API相類似，比較容易上手。另外，netlink屬于異步通信方式，其用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)之間的信息傳遞會得以有效保障。在發(fā)送信息過程中，主需要將信息保存在接受列隊中，無需等待對方接受。因此，cpu開銷比較小。需注意，netlink系統(tǒng)調(diào)用屬于同步通信機制，若進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)過大，將會嚴(yán)重影響系統(tǒng)運行的實時性。

3.3Hrtimer計時器是操作系統(tǒng)重要組成部分，其實現(xiàn)機制有很多種。在嵌入式系統(tǒng)中，往往需要Hrtimer高精度定時器。Hrtimer的實現(xiàn)機制完全獨立于定時器API，是建立在per-CPU時鐘事件設(shè)備上基礎(chǔ)上的，由于其實現(xiàn)需要硬件支持，故可以達(dá)到納秒級的精度，且不會增加額外系統(tǒng)開銷。

4結(jié)語

綜上所述，本文以無線點餐系統(tǒng)為例詳細(xì)探究了Linux環(huán)境下的無線通信系統(tǒng)開發(fā)過程，并針對Linux環(huán)境下的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，旨在為一線工作提供理論指導(dǎo)。

作者：王佳寶單位：武警黃金地質(zhì)研究所