1.分析需求： 1）确定目标 仔细审阅项目需求文档及企业《嵌入式系统中的WiFi通信接口任务书》，获取有关设计嵌入式系统中的WiFi通信接口的具体需求和期望。提取通信速率、数据传输方式、网络协议、安全要求等关键信息。 2）收集需求信息 收集嵌入式系统软硬件平台信息，嵌入式系统开发环境和条件，包括Mini2440硬件平台的技术规格，了解其硬件资源、操作系统特性；明确USB WiFi模块的型号、规格以及接口要求，验证USB WiFi模块与操作系统内核驱动的兼容性及连接方案的可行性。从《物联网嵌入式开发技术项目教程》等资料收集整理设计嵌入式系统中的WiFi通信接口嵌入式软件参考例程。明确编程语言、开发工具、调试设备、测试方法等平台参数。 3）建立需求文档 按照《软件需求说明书规范》的要求，根据收集到的信息，编制详细的嵌入式系统中WiFi通信接口需求文档。文档中明确功能需求、性能需求、接口需求、安全性需求和适用场景等方面的要求并作具体描述。 4）验证需求 采用合适的测试工具，如网络模拟器、协议分析工具和安全性测试工具，对需求文档中规定的通信速率、协议兼容性、安全性等要求进行验证，以确保需求的准确性和完整性。 5）更新需求文档 如果在项目进展中需求发生变更或补充，及时更新需求文档，记录变更原因和内容，确保文档与最新需求一致。 6）审核需求文档 最终完成并输出嵌入式系统WiFi通信接口的需求说明书，以供后续的设计和开发使用。 2.制定方案： 1）制定设计规范 制定WiFi通信接口嵌入式软件设计规范，包括选择编程语言（如C/C++）、制定代码风格、命名规范等。这有助于确保代码质量和一致性，以及简化代码审查过程。 2）设计总体系统架构 设计嵌入式系统中WiFi通信接口的软件系统总体架构。确定模块划分、模块之间的接口定义、数据流图、状态转换图等。清晰的架构有助于模块化开发，提高系统的可维护性和可扩展性。 3）设计功能模块 查阅《嵌入式linux设备驱动》，完成嵌入式系统WiFi通信模块驱动程序设计，这将包括USB设备驱动、网络设备驱动、WiFi设备私有功能三部分内容，它们分别实现WiFi设备挂载USB总线、网络设备注册、无线功能扩展及用户空间交互的功能。根据所选的WiFi通信协议（如802.11ac、802.11n等），详细设计通信模块，对相关驱动函数输入输出接口、算法实现、数据结构定义进行设计，确保数据能够在通信中稳定、可靠地传输。 4）设计测试用例 制定WiFi通信接口的测试用例，包括正常通信流程、异常情况的测试场景、负载测试等。确保测试覆盖各种情况，有助于发现潜在的问题。 5）优化性能 对WiFi通信接口的性能进行分析和优化。包括算法优化、代码优化、资源管理优化等，以提高系统的性能，确保用户体验流畅。 6）编写嵌入式系统WiFi通信接口的软件设计说明书，详细描述各个模块的功能、接口定义、数据结构等。 3.编写代码： 1）确定编程环境 配置虚拟机VirtualBox中的Ubuntu开发环境，选择适当的编程语言和开发工具。根据选择的USB WiFi模块（如B-LINK BL-LW02-2），查找相应的开发文档和示例代码，为WiFi通信接口编写代码做好准备。 2）定义程序结构 设计WiFi通信接口的程序整体结构，包括模块划分、全局变量、函数接口、数据结构以及它们的关系等，加入适当的注释，说明模块的功能和关键算法，确保代码的可读性和可维护性。 3）编写初始化函数 编写WiFi设备的初始化函数，完成自身配置的初始化，确保USB WiFi硬件模块能够正常启动和配置。 4）编写数据传输模块 编写主程序main()，实现嵌入式系统的WiFi通信功能。包括数据发送、接收，以及数据错误处理的实现，这些函数应当考虑数据缓冲、处理逻辑和数据结构，以确保数据能够稳定、可靠地在通信中传输。 5）编写子程序 编写子程序，完成WiFi设备本身的私有功能，包括在proc和sys文件系统上建立与用户空间的交互接口、实现扫描、功耗、电源管理等自身私有功能。 6）输出完整源码 输出完整的嵌入式系统WiFi通信接口源代码，以确保代码能够在Mini2440硬件平台上成功编译和运行，为后续的测试和验证做好准备。 4.测试软件： 1）审查代码 按照《嵌入式软件编码规范》，对编写的代码进行审查。检查代码质量、可读性、一致性等，以确保高质量的代码。 2）静态代码分析 使用静态代码分析工具（如Splint，Coverity等），对代码进行检查，发现代码中可能存在的缺陷和潜在的安全问题，如内存泄漏、数组越界、空指针等，确保代码的健壮性。 3）分析动态代码 使用动态代码分析工具，如Valgrind或AddressSanitizer，分析代码的执行路径、函数调用关系，内存使用情况等，以验证代码的正确性和可靠性。 4）设计测试用例 设计全面的WiFi通信接口的测试用例，包括正常通信、异常情况、负载测试、性能测试等。确保测试覆盖各种情况，有助于发现潜在的问题。 5）测试单元模块 使用适当的测试框架或工具对各个模块的函数进行单元测试，验证各模块函数独立功能是否正确、边界情况是否妥善处理，确保代码的稳定性和可靠性。 6）测试集成性 进行整体系统集成测试，确保各模块之间的函数接口正确和参数传递的正确性。测试不同模块之间的数据流，确保数据传输和函数调用等操作无误，以保障系统的稳定性和一致性。 7）输出测试报告 生成详细的嵌入式WiFi通信接口软件测试报告，记录单元测试、集成测试和系统测试测试过程、测试结果、问题和解决方案，以便进一步的调试和验证。 5.验证系统： 1）烧录系统 将无线协议及无线网卡驱动Wireless LAN (IEEE 802.11)通过Makefile配置进内核，将更新的内核烧录至Mini2440嵌入式目标板中。同样使用Makefile编译应用层源码，将生成的可执行文件通过tftp/ftp等网络工具下载到Mini2440嵌入式linux文件系统中，运行系统，确保WiFi通信接口能够正确加载和运行。 2）测试功能 将USB WiFi模块连接至Mini2440的USB主设备接口，PC连接至Mini2440的串口0以进行系统监控，同时将Mini2440接入CMOS摄像头，通过PC端获取摄像头的监控影像对PC与Mini2440的无线WiFi通信进行功能测试。包括对USB无线网卡识别、无线网络扫描、无线网络的接入功能等进行测试，验证室内场景无线监控功能是否符合需求等。测试过程中使用PC终端监控通信过程和数据传输，使用PC端浏览器访问目标板摄头采集的室内场景图像数据。 3）测试性能 使用合适的性能测试工具，测试通信速率、数据处理效率、资源占用等性能指标，确保系统能够满足性能需求，并且在高负载情况下表现良好。 4）测试安全性 对WiFi通信接口嵌入式软件进行安全性测试，检查系统是否容易受到攻击，确保通信数据的机密性和完整性得到保护。寻找并解决潜在的安全漏洞。 5）测试可靠性 对WiFi通信接口进行电气稳定性、抗干扰性、抗振特性测试。确保系统在长时间、高负载运行情况下的可靠性和稳定性。 6）生成详细的嵌入式系统WiFi通信接口验证报告，记录验证过程、测试结果、系统性能和稳定性数据等信息。确保验证过程的细节和结果在验证报告中完整地呈现。 |
