BES2800 WIFI 开发

一、框架

1.1 标准网络框架

网络协议栈架构介绍

层次	主要协议 / 技术	核心功能	典型用例
应用层	HTTP、HTTPS、FTP、SSH、RTP、私有协议等	面向具体应用，定义数据格式和交互规则	浏览器、文件传输等
传输层	TCP、UDP	端到端通信、端口寻址、可靠传输（TCP）或无连接传输（UDP）、流量控制、拥塞控制	操作系统内核协议栈
网络层	IP（IPv4/IPv6）、ICMP、ICMPv6、ARP	逻辑寻址、路由选择、分组转发	路由器、交换机
网络接口层	以太网、Wi-Fi（802.11）	物理传输、帧封装、MAC 寻址、介质访问控制	网卡、AP、交换机、Hub、调制解调器

网络协议栈封包过程

1.2 BES2800 WIFI 协议栈架构

1.3 WAPI

介绍：WAPI 是 C 语言编写的 Linux 无线网卡配置开源库，主要用作无线接口的参数读取、修改、路由配置等底层网络操作。

开源地址：https://github.com/vy/wapi

核心功能：

扫描 AP、设置 SSID / 密码、切换 STA/AP 模式
设置发射功率、信道、网卡 MAC、IP

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  应用层: wapi_demo / netinit_associate.c / wifi_recorder │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  WAPI 公共 API 头文件: apps/include/wireless/wapi.h      │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  WAPI 库 (用户态)  rtos/apps/wireless/wapi/src/          │
│  ├─ wireless.c   无线参数 ioctl 封装 (频率/ESSID/扫描…)  │
│  ├─ driver_wext.c WPA 密钥/认证/关联 (wpa_supplicant 移植)│
│  ├─ network.c    IP/掩码/路由 ioctl 封装                 │
│  ├─ util.c       socket 工具 + cJSON 配置持久化          │
│  └─ wapi.c       NSH 命令行工具 (main 入口, 可选编译)    │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤

二、子模块介绍

2.1 LC3 PLUS

核心源码目录：BES\apps\hl_wifi_lc3_test

开源地址：https://github.com/google/liblc3/tree/main

LC3 是蓝牙 LE Audio 强制标准；LC3plus 是 LC3 增强版，向下兼容 LC3，主打超低延迟、高保真、强丢包鲁棒性，可用于 BLE Audio、DECT。

LC3 vs LC3plus 对比：

参数	LC3（BLE Audio 标准）	LC3plus（增强扩展）
标准	Bluetooth SIG LE Audio	ETSI TS 103 634
帧长	7.5ms、10ms	2.5ms、5ms、7.5ms、10ms
最高采样率	48kHz	96kHz（HR 高清模式）
适用场景	普通 TWS 音乐、通话	游戏耳机、无线麦克风、专业监听、高清音乐

2.2 Socket

核心源码目录：BES\rtos\nuttx\net\socket

NuttX socket 抽象层：向上为应用提供标准 BSD socket 接口，向下通过 sockif 接口表分发到 TCP/UDP 等具体协议实现。核心能力包括套接字生命周期管理（socket / bind / connect / listen / accept / close）、数据收发（send / recv / sendto / recvfrom / sendmsg / recvmsg）、多路复用与文件操作（poll / sendfile / fstat / dup2）以及通用套接字选项管理（getsockopt / setsockopt）。

常用接口（应用可直接调用的 BSD API）：

socket() / close()                      /* 创建 / 关闭套接字 */
bind() / listen() / accept()            /* 服务端：绑定地址、监听、接受连接 */
connect() / shutdown()                  /* 客户端：连接对端 / 关闭读写 */
send() / sendto() / sendmsg()           /* 发送数据（TCP / UDP / 消息式） */
recv() / recvfrom() / recvmsg()         /* 接收数据（TCP / UDP / 消息式） */
setsockopt() / getsockopt()             /* 读写套接字选项 */
poll()                                  /* 多路复用等待 I/O 事件 */

2.3 TCP

核心源码目录：BES\rtos\nuttx\net\tcp

TCP 协议完整实现。核心能力包括连接管理（三次握手/挥手、连接结构与端口分配、backlog 队列）、可靠传输（输入状态机与序号校验、接收窗口、重传/延迟 ACK/保活定时器）、数据收发（缓冲与非缓冲发送、接收按序重组）、拥塞控制（cwnd/ssthresh 维护），以及 select/poll 轮询支撑与连接事件通知/监控。

常用接口（内核内部，由 socket 层经 sockif 分发调用）：

psock_tcp_connect()                     /* 发起连接（三次握手） */
tcp_listen()                            /* 监听端口（管理 backlog 队列） */
psock_tcp_accept()                      /* 接受连接 */
psock_tcp_send()                        /* 缓冲发送 */
psock_tcp_recvfrom()                    /* 接收数据（按序重组后交付） */
tcp_close() / tcp_shutdown()            /* 关闭连接（四次挥手）/ 半关闭 */
tcp_input()                             /* 入站报文段状态机处理 */
tcp_timer()                             /* 重传 / 延迟 ACK / 保活定时器 */
tcp_callback()                          /* 连接事件回调通知 */

2.4 IP

核心源码目录：BES\rtos\nuttx\net\inet

IPv4/IPv6 公共套接字层（inet 域）。核心能力包括 IP 首部构建、本端/对端地址获取（getsockname / getpeername）、IPv4/IPv6 层套接字选项处理，以及 INET 域公共套接字操作与发送排空。

常用接口（内核内部）：

ipv4_build_header() / ipv6_build_header()   /* 构建 IP 首部 */
ipv4_getsockname() / ipv6_getsockname()     /* 获取本端地址（getsockname 底层） */
ipv4_getpeername() / ipv6_getpeername()     /* 获取对端地址（getpeername 底层） */
ipv4_setsockopt() / ipv6_setsockopt()       /* IP 层套接字选项设置 */
ipv4_getsockopt() / ipv6_getsockopt()       /* IP 层套接字选项读取 */
inet_txdrain()                              /* 发送排空（等待发送缓冲清空） */

注：IP 报文收发、分片重组、转发与路由等实现位于 net 目录下的 devif、ipfrag、ipforward、route 等子目录。

2.5 ARP

核心源码目录：BES\rtos\nuttx\net\arp

ARP 地址解析协议实现：将 IP 地址解析为链路层 MAC 地址并维护 ARP 缓存。核心能力包括缓存表管理（arp_find 查询 / arp_update 更新 / arp_delete 删除、表项超时老化）、出站地址解析（arp_out 在发包时查表，命中则填充以太帧头，未命中则先发送 ARP 请求并挂起待发帧）、请求与应答收发（arp_send 带重试的请求发送，arp_input 接收应答更新缓存并唤醒等待中的发送者；arp_ipin 可选从入站 IP 报文学习地址），并支持地址冲突检测（ACD）。WiFi 链路与以太网共用同一套 ARP 流程。

常用接口（内核内部）：

arp_find()                              /* 查询 ARP 表：IP → MAC */
arp_update()                            /* 新增 / 更新 ARP 表项 */
arp_delete()                            /* 删除 ARP 表项 */
arp_send()                              /* 发送 ARP 请求（带重试） */
arp_out()                               /* 出站发包：查表填以太帧头，未命中触发请求 */
arp_input()                             /* 入站 ARP 报文处理（应答更新缓存并唤醒等待者） */
arp_ipin()                              /* 从入站 IP 报文学习 ARP 表项（可选） */

2.6 NetDev

核心源码目录：BES\rtos\nuttx\drivers\net

NuttX 通用网络设备驱动目录（按 Kconfig 选择编入）。核心内容包括 netdev 上半部框架（管理 lowerhalf 网卡的注册、RX/TX 队列与收发任务）、基础与虚拟驱动（回环网卡、驱动开发模板、PHY 链路状态通知、RPMsg、TUN/TAP、SLIP、WiFi 模拟等）以及一批常用以太网芯片驱动（DM90x0、E1000、ENC28J60、W5500 等）。

常用接口（上半部框架，内核/驱动适配层使用）：

netdev_register() / netdev_unregister()         /* 注册 / 注销网络设备 */
netdev_ifup() / netdev_ifdown()                 /* 启停网络接口 */
netdev_carrier_on() / netdev_carrier_off()      /* 载波（链路）状态通知 */
netdev_lower_register()                         /* lowerhalf 驱动注册（rwnx 使用） */
netdev_lower_carrier_on() / netdev_lower_carrier_off()  /* 驱动侧链路状态通知 */
netdev_lower_rxready()                          /* RX 就绪：触发协议栈收包任务 */
netdev_lower_txdone()                           /* 发送完成通知 */

2.7 WLAN Dev（网卡）

核心接口目录：BES\framework\services\net\wifi_stack\v2\drv\rwnx_drv\fullmac

BES2800 WiFi 驱动（RWNX fullmac）：驱动本体以预编译库形式提供（framework/services/lib 下对应平台的 libwifidrv.a、libwifistack.a 等），对外仅开放两个接口头文件——rwnx_drv.h 为驱动主入口（初始化/反初始化/复位）；rwnx_control.h 为控制类接口（MAC/IP 地址配置、站点链路信息、省电模式等）。

2.8 WAPI

核心源码目录：BES\rtos\apps\wireless\wapi\src

wapi.h 常用 API 介绍

a. 链路建立（连接管理）—— 最核心的用途

wapi_scan_init() / wapi_escan_init() / wapi_scan_coll()   /* 扫描周围 AP */
wapi_set_mode()                                            /* 选 STA/AP/Monitor 模式 */
wapi_set_essid() / wapi_set_ap()                           /* 指定要连的网络 */
wpa_driver_wext_set_key_ext()                              /* 下发密码/密钥 */
wpa_driver_wext_associate()                                /* 一次性完成关联 */
wpa_driver_wext_disconnect()                               /* 断开 */
wapi_set_pmksa()                                           /* 缓存密钥加速重连 */

b. 无线电参数调节

wapi_set_freq() / wapi_freq2chan()      /* 信道/频率 */
wapi_set_bitrate() / wapi_set_txpower() /* 速率/发射功率 */
wapi_set_country()                      /* 国家码（决定可用信道与功率上限）*/
wapi_set_pta_prio()                     /* 蓝牙/WiFi 共存优先级 */
wapi_set_power_save()                   /* 省电开关 */

c. IP 层配置（等价 ifconfig + route）

wapi_set_ifup() / wapi_set_ifdown()       /* 启停网络接口（等价 ifconfig up/down） */
wapi_set_ip() / wapi_set_netmask()        /* 配置本机 IP 地址与子网掩码 */
wapi_add_route_gw() / wapi_del_route_gw() /* 增加/删除默认网关路由 */

d. 状态查询

wapi_get_essid()                        /* 获取当前关联 AP 的 SSID（WiFi 名称） */
wapi_get_ap()                           /* 获取当前关联 AP 完整信息（BSSID/信号等） */
wapi_get_sensitivity()                  /* RSSI 信号强度 */
wapi_get_country() / wapi_get_mode()    /* 当前国家码 / 工作模式(STA/AP/Monitor) */

三、WIFI 基本概念介绍

STA（Station，站点）：WiFi 客户端工作模式，主动连接已有热点（路由器、手机 / PC 热点等）接入网络。对应第四章 STA 模式（wapi mode wlan0 2，MANAGED）。

AP（Access Point，接入点 / 热点）：WiFi 热点工作模式，自身发出热点，供手机、PC 等设备接入。对应第四章 AP 模式（wapi mode wlan1 3，MASTER）。

Port（端口）：TCP/UDP 传输层用于区分应用的 16 位编号（0~65535），与 IP 地址共同标识一个通信端点（套接字地址）。如 FTP 用 21、Web 用 80、DEMO wifi_recorder 推流用 1991。

WLAN（Wireless LAN，无线局域网）：基于 IEEE 802.11 标准系列的无线局域网。NuttX 中 WiFi 网络接口命名为 wlan0、wlan1、wlan2，对应三个不同功能的接口。

/* bes_netdev_ax_driver.c */
#define NETDEV_NAME   "wlan0"   /* STA 接口 */
#define AP_DEV_NAME   "wlan1"   /* AP 接口 */
#define P2P_DEV_NAME  "wlan2"   /* P2P 接口 */

四、BES2800 WIFI 使用介绍

4.1 WIFI demo

以下命令均在设备端 NSH（NuttX Shell）执行，按用途分为三类：WiFi 组网、传输、网络服务。

命令注册位置

NuttX 的 NSH 命令有两种注册方式：

NSH 内置命令：直接登记在 nshlib 命令表 g_cmdmap（rtos/apps/nshlib/nsh_command.c）中，命令功能实现在 nsh_netcmds.c
builtin 应用：由各 app 的 Makefile 以 PROGNAME 声明命令名，编译时注册进内置应用表（rtos/apps/builtin/builtin_list.c 的 g_builtins[]）；需开启 CONFIG_NSH_BUILTIN_APPS，NSH 通过 nsh_builtin() → exec_builtin() 查找并创建任务执行

命令	注册位置	注册方式
ifup / ifconfig	`rtos/apps/nshlib/nsh_command.c`（命令表 `g_cmdmap`，实现于 `nsh_netcmds.c`）	NSH 内置命令
wapi	`rtos/apps/wireless/wapi/Makefile`：`PROGNAME = $(CONFIG_WIRELESS_WAPI_PROGNAME)`（默认 `wapi`）	builtin 应用
dhcpd / dhcpd_start / dhcpd_stop	`rtos/apps/examples/dhcpd/Makefile`：`PROGNAME = dhcpd_start dhcpd_stop dhcpd`	builtin 应用
renew	`rtos/apps/system/dhcpc/Makefile`：`PROGNAME = $(CONFIG_DHCPC_RENEW_PROGNAME)`（默认 `renew`）	builtin 应用
ftpd_start / ftpd_stop	`rtos/apps/examples/ftpd/Makefile`：`PROGNAME = ftpd_start ftpd_stop`	builtin 应用
webserver	`rtos/apps/examples/webserver/Makefile`：`PROGNAME = webserver`	builtin 应用
wifi_recorder	`apps/wifi_recorder/Makefile`：`PROGNAME = wifi_recorder`	builtin 应用

4.2 WiFi 组网

AP 模式 —— 模块作为热点，供 PC、手机等设备接入：

ifup wlan1                   # 启用 wlan1 接口
wapi mode wlan1 3            # 工作模式：MASTER（AP）
wapi psk wlan1 12345678 3    # 设置 WiFi 密码（WPA3）
wapi essid wlan1 test_wifi 1 # 设置热点名称（SSID）：test_wifi
dhcpd wlan1 &                # 启动 DHCP 服务器，为接入设备分配 IP（后台运行）

STA 模式 —— 模块作为客户端连接热点：

连接命令行侧热点（test_wifi）：

ifup wlan0                   # 启用 wlan0 接口
wapi mode wlan0 2            # 工作模式：MANAGED（STA）
wapi psk wlan0 12345678 3    # 设置 WiFi 密码（WPA3）
wapi essid wlan0 test_wifi 1 # 指定要连接的热点：test_wifi
renew wlan0                  # 通过 DHCP 获取 IP 地址
ifconfig                     # 查看接口 IP，确认连接成功

连接 PC 热点（SWGroupTwo）：

ifup wlan0
wapi mode wlan0 2
wapi psk wlan0 12345678 3
wapi essid wlan0 SWGroupTwo 1 # 不同点：SSID 为 PC 侧热点
renew wlan0
ifconfig

注：wapi 命令末尾的数字为枚举索引——mode：2 = MANAGED（STA）、3 = MASTER（AP）；psk：3 = WPA3；essid：1 = ON（立即生效）。

实现与调用流程

ifup / ifconfig：NSH 内置命令（rtos/apps/nshlib/nsh_netcmds.c）
wapi：WAPI 库附带的 NSH 工具（rtos/apps/wireless/wapi/src/wapi.c）
dhcpd / renew：DHCP 服务器 / 客户端（rtos/apps/netutils/dhcpd、rtos/apps/system/dhcpc）

4.3 网络服务

在完成 4.2 组网后执行：

ftpd_start -4   # 启动 FTP 服务器（-4：使用 IPv4；ftpd_stop 停止）
webserver &     # 后台启动 Web 服务器

实现与调用流程

ftpd_start：rtos/apps/examples/ftpd（基于 rtos/apps/netutils/ftpd 库）
webserver：rtos/apps/examples/webserver（基于 rtos/apps/netutils/webserver 库）

4.4 录音与传输

wifi_recorder —— 无线录音推流：将录音数据通过 TCP 实时发送到 PC（需 PC 端配合接收）。

wifi_recorder 192.168.137.1 1991 &  # 推流至 192.168.137.1:1991（后台运行）

参数：wifi_recorder <PC 端 IP> <端口> [流数]。

实现与调用流程

wifi_recorder：apps/wifi_recorder/Main.c，录音数据源为 VPM 语音预处理模块的回调

启动：main() → pthread_create(bufsend_workerthread)（流数=1）→ socket() + connect(192.168.137.1:1991)
数据：MIC 采集 → VPM 处理 → 回调 wifi_recorder_process_hook() → captureq 队列 → 发送线程 send() → TCP → PC

posted @ 2026-09-30 20:01 自由的Charles 阅读(9) 评论(0) 收藏举报

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BES2800 WIFI 开发

目录

一、框架

1.1 标准网络框架

1.2 BES2800 WIFI 协议栈架构

1.3 WAPI

二、子模块介绍

2.1 LC3 PLUS

2.2 Socket

2.3 TCP

2.4 IP

2.5 ARP

2.6 NetDev

2.7 WLAN Dev（网卡）

2.8 WAPI

wapi.h 常用 API 介绍

三、WIFI 基本概念介绍

四、BES2800 WIFI 使用介绍

4.1 WIFI demo

4.2 WiFi 组网

4.3 网络服务

4.4 录音与传输

公告