基于Socket的Linux与Windows下WiFi模块间通信的实现
基于Socket的Linux与Windows下WiFi模块间通信的实现
摘 要： 为了实现Linux开发环境下的总控制器与Windows开发环境下分节点之间的数据进行无线传输，提出用Socket的方法解决它们所带WiFi模块之间的无线通信。该方法能够实现数据的正常传输，并能把数值准确地显示出来。Socket的使用比较简单，不会对整体系统增加太多代码量。这样开发出来的总控制器与分节点之间的通信，传输速率快、误码率低、容易实现，具有很强的实用价值。关键词： 嵌入式Linu
摘 要： 为了实现Linux开发环境下的与Windows开发环境下之间的数据进行无线传输，提出用的方法解决它们所带模块之间的无线通信。该方法能够实现数据的正常传输，并能把数值准确地显示出来。Socket的使用比较简单，不会对整体系统增加太多代码量。这样开发出来的总控制器与分节点之间的通信，传输速率快、误码率低、容易实现，具有很强的实用价值。关键词： ；WiFi；Socket；总控制器；分节点 现如今无线通信的方式越来越多，组网模式也千姿百态。一般研究同种操作系统下的Socket或WiFi通信的比较多，但在两种系统开发环境下WiFi之间的通信研究却并不多。众所周知，Linux操作系统由于其系统源码的自由和开放性，以及系统性能的稳定性，被广泛用作服务器的操作系统。而Windows由于其友好的图形界面和强大的编程环境，常被广泛用作客服端的开发环境和操作系统[1]。因此，研究两大操作系统的实时通信问题具有一定的现实意义。 本文主要研究嵌入式Linux下的ARM与Windows环境开发下的STC80C51单片机之间的无线通信问题，通过套接字编程由WiFi进行传输，成功实现了两大开发环境下数据的无线传输，基本解决了两者之间的通信问题。1 Socket原理 Socket通常称作&套接字&，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。在客户端/服务器通信模型中，Socket是网络通信的基本操作单元，一个Socket描述就是通信连接的一端，在一个网络通信连接中，两端通信程序应各有一个Socket对其进行描述，不同的进程通过各自的Socket发送和接收消息，从而实现了网络通信[2-3]。 Linux Socket支持以下3种常见的套接字类型：（1）流式Socket(SOCK_STREAM)，一种最常用的套接字类型，可以保证数据传输的可靠性，不会出现数据丢失、破损或重复出现等差错；（2）数据报Socket(SOCK_DGRAM)是一种无连接和不可靠的双工数据传输服务，数据通过独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证数据的可靠性和无重复性，适用于可靠性要求不高的一些场合；（3）原始Socket(SOCK_RAW)，这种类型的Socket允许对底层协议(如IP或ICMP)直接访问，它功能强大但使用不太方便，一般用于新协议的开发。 Socket的编程方法很多，但主要有两种方式&&面向连接的TCP协议方式和无连接的UDP协议方式。本文采用的是TCP协议方式。2 通信平台的搭建 本文研究的是两个平台的通信，服务器是内有嵌入式Linux操作系统的ARM开发板，客户端是运行于Windows操作系统开发环境下的单片机。本文在实际研究中，服务器端选用ARM11系列的S3C6410为开发平台，内部嵌入Linux2.6.28内核版本，目标代码的编译平台选用装有Ubuntu12.04操作系统的普通PC，它们通过交叉编译和NFS挂载的方式实现了服务器端编译平台和运行平台的正常运行；客户端是在Windows XP系统开发环境下的带有各种传感器的51单片机。 为了实现二者之间的通信，WiFi模块在此过程中起到枢纽的作用，因此通信两端都有一个WiFi模块。在服务器端的WiFi模块选用的是Marvell 88w8686[4]，它是一款低成本、低功耗、自带数据链路层的WiFi协议栈，内部集成了两个工作频率为128 MHz的ARM7 Core，一个Core负责网络数据的处理，另一个Core负责处理RF方面的工作。该模块通过SDIO接口与ARM开发板相连。 客户端的WiFi 模块选用海凌科电子有限公司新推出的HLK-RM04模块[5]，是基于通用串行接口的符合网络标准的低成本嵌入式模块。通过该模块，传统的串口设备在不需要更改任何配置的情况下，即可通过Internet 网络传输自己的数据。模块通过双9针工头串口线与单片机相连，功能结构图如图1所示，由于该模块内置了TCP/IP协议栈，能够实现用户串口、以太网、无线网（WiFi）3个接口之间的转换。 至此，整个系统的通信平台的搭建已经完成，系统的整体结构功能框图如图2所示，从图中可以看出WiFi模块的组网模式。3 通信过程的实现 本文以采集到的温度值的传输来说明实现的过程。下面分别从服务器端和客户端进行介绍。3.1 服务器端的实现 虽然在举例中采用的是单一客户端与服务器进行通信，但考虑到实际中往往会遇到多个客户端连接服务器的情况，像常用的recv、send都是阻塞性函数，若资源没有准备好，则调用该函数的进程将进入睡眠状态，这样就无法处理I/O多路复用的情况。鉴于此，使用select函数既可以实现非阻塞I/O或信号驱动I/O，还可以设置等待时间。服务器端实现的程序流程图如图3所示。 接下来对其中一些关键性的步骤进行阐述。 (1)建立Socket socketfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); AF_INET表示的是针对Internet的通信协议，允许在远程主机之间通信；SOCK_STREAM表明使用的是TCP协议，这样会提供按顺序的、可靠的、双向的、面向连接的比特流；0表示成功时返回文件描述符，失败时返回-1，这样通过errno即可知道出错的详细情况。 (2)绑定和监听 bind(socketfd,(structsocketaddr*)&server_sockaddr,sizeof(structsockaddr));//绑定端口号和地址 listen(socketfs,n);//监听，n表示允许与服务器的最大连接数 它们都是成功时返回0，出错时返回-1。 （3）调用select函数与客户端连接 fd_set readfd,//文件描述集的声明 FD_ZERO(&readfd);//清空readfd与所有文件句柄的联系 FD_SET(sockfd,&readfd);//建立文件句柄与readfd的联系 select(MAX_CONNECTED_NO,&readfd,NULL,NULL,(struct timeval*)0);//select函数的调用 FD_ISSET(sockfd,&readfd);//检查readfd联系的文件句柄sockfd是否可读写，当大于0时表示可读写3.2 客户端的实现 客户端的实现实际上分两部分进行：一是单片机通过DALLAS公司的DS18B20温度传感器将采集的数据传送给串口；二是与之用串口线相连的RM04模块，通过WiFi与服务器建立连接，具体实现的程序流程如图4所示。
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深圳市捷顺科技实业股份有限公司客户端程序：
package com.zx.
import android.app.A
import android.os.B
import android.util.L
import android.view.V
import android.view.View.OnClickL
import android.widget.B
import android.widget.EditT
import android.widget.TextV
import android.content.C
import android.widget.T
import java.io.BufferedR
import java.io.BufferedW
import java.io.InputStreamR
import java.io.OutputStreamW
import java.io.PrintW
import android.net.wifi.WifiM
import java.net.S
import com.zx.android.ClientA
public class ClientActivity extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */
private Button startButton =
private Button stopButton =
private Button checkButton =
private WifiManager wifiManager =
private final String
DEBUG_TAG= "Activity01";
private TextView
mTextView=
private EditText
mEditText=
private Button
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
mButton = (Button)findViewById(R.id.Button01);
mTextView=(TextView)findViewById(R.id.TextView01);
mEditText=(EditText)findViewById(R.id.EditText01);
startButton = (Button)findViewById(R.id.startWifi);
stopButton = (Button)findViewById(R.id.stopWifi);
checkButton = (Button)findViewById(R.id.checkWifi);
startButton.setOnClickListener(new StartWifiListener());
stopButton.setOnClickListener(new StopWifiListener());
checkButton.setOnClickListener(new CheckWifiListener());
mButton.setOnClickListener(new OnClickListener()
public void onClick(View v)
Socket socket =
String message = mEditText.getText().toString() + "/r/n";
//创建Socket
socket = new Socket("192.168.1.102",54321);
//向服务器端发送消息
PrintWriter out = new PrintWriter( new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true);
out.println(message);
//接收来自服务器端的消息
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String msg = br.readLine();
if ( msg != null )
mTextView.setText(msg);
mTextView.setText("数据错误!");
out.close();
br.close();
//关闭Socket
socket.close();
catch (Exception e)
// TODO: handle exception
Log.e(DEBUG_TAG, e.toString());
class StartWifiListener implements OnClickListener{
public void onClick(View v) {
wifiManager = (WifiManager)ClientActivity.this.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
wifiManager.setWifiEnabled(true);
System.out.println("wifi state ---&" + wifiManager.getWifiState());
Toast.makeText(ClientActivity.this, "当前Wifi网卡状态为" +
wifiManager.getWifiState(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
class StopWifiListener implements OnClickListener{
public void onClick(View arg0) {
wifiManager = (WifiManager)ClientActivity.this.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
wifiManager.setWifiEnabled(false);
System.out.println("wifi state ---&" + wifiManager.getWifiState());
Toast.makeText(ClientActivity.this, "当前Wifi网卡状态为" +
wifiManager.getWifiState(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
class CheckWifiListener implements OnClickListener{
public void onClick(View v) {
wifiManager = (WifiManager)ClientActivity.this.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
System.out.println("wifi state ---&" + wifiManager.getWifiState());
Toast.makeText(ClientActivity.this, "当前Wifi网卡状态为" +
wifiManager.getWifiState(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
&&& 这个是我在手机上运行时截的图，下面三个按钮是操作wifi网关的按钮，下面的那个提示框是按下这个按钮出现的，数字为0表示正在关闭wifi，数字2表示正在开启wifi，数字1表示wifi处于关闭状态，数字3表示 wifi处于开启状态。
&&&&& 上面的的发送按钮可以发送数据到服务器，实验室的是局域网，没有无线网络，我利用一个无线路由与电脑相连，在利用手机wifi搜索到该网络，手机与电脑构成局域网，便可发送数据。至于服务器端，可以采用网络调试助手接收数据，协议选择TCP服务器，ip地址和端口视自己情况定。
&&&&&& 当然也可以自己写个服务器端程序，再在命令行窗口中显示接收到的数据。
服务器端程序：
package com.zx.
import java.io.BufferedR
import java.io.BufferedW
import java.io.InputStreamR
import java.io.OutputStreamW
import java.io.PrintW
import java.net.ServerS
import java.net.S
public class Server implements Runnable
public void run()
//创建ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(54321);
while (true)
//接受客户端请求
Socket client = serverSocket.accept();
System.out.println("accept");
//接收客户端消息
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
String str = in.readLine();
System.out.println("read:" + str);
//向服务器发送消息
PrintWriter out = new PrintWriter( new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(client.getOutputStream())),true);
out.println("server message");
out.close();
in.close();
catch (Exception e)
System.out.println(e.getMessage());
e.printStackTrace();
client.close();
System.out.println("close");
catch (Exception e)
System.out.println(e.getMessage());
//main函数，开启服务器
public static void main(String[] args)
Thread desktopServerThread = new Thread(new Server());
desktopServerThread.start();
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3.4.2 守护进程的启动46
3.4.3 守护进程的错误输出..46
3.4.4 守护进程的建立.48
3.5 本章小结.....49
第四章 进程间通信...50
4.1 进程间通信的一些基本概念.50
4.2 信号....50
4.2.1 信号的处理52
4.2.2 信号与系统调用的关系.......54
4.2.3 信号的复位55...
4.1.9 关闭串行通信端口
4.1.10 SerialComm.cpp
4.2 WinSock通信应用程序
4.2.1 [柏克菜版]风格的socket函数
4.2.2 窗口专属延伸函数
4.2.3 本节范例程序
4.2.4 建立Winsock通信应用程序
4.2.5 建立Winsock服务器端应用程序
4.2.6 建立Winsock客户端应用程序
4.3 文件系统及登录信息...
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