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如何快速上手OpenWiFi:开源WiFi基带FPGA设计的完整指南 🚀

2026-02-05 04:30:21作者:卓炯娓

OpenWiFi 是一个基于软件定义无线电(SDR)的开源IEEE 802.11 WiFi基带FPGA设计项目,提供Linux下兼容mac80211的全栈式WiFi解决方案,包含驱动、软件及FPGA设计文件。它支持多种SDR平台,采用AGPLv3许可证,是无线通信开发与研究的理想工具。

📋 准备工作:硬件与软件清单

🔧 必备硬件

  • SDR开发板(如Xilinx Zynq系列、MicroPhase ADALM-PLUTO)
  • 至少16GB容量的SD卡(用于系统镜像)
  • WiFi天线(建议增益≥5dBi)
  • ** Ethernet网线**(用于板卡调试)

💻 软件环境

  • Ubuntu 20.04+(推荐LTS版本)
  • Vivado(可选,用于FPGA自定义设计)
  • 基础工具链git, unzip, python3-numpy, python3-matplotlib

🚀 一键安装步骤:5分钟启动OpenWiFi

1️⃣ 获取源码

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openwifi
cd openwifi

2️⃣ 制作启动SD卡

  1. 查看SD卡设备名(注意替换/dev/sdb为实际设备):
    sudo fdisk -l
    
  2. 烧录系统镜像(需先下载对应板卡的镜像文件):
    sudo dd if=openwifi.img of=/dev/sdb bs=4M status=progress oflag=sync
    

3️⃣ 硬件启动与登录

  • 将SD卡插入开发板,设置为SD卡启动模式
  • 连接天线和网线,通电启动
  • 通过SSH登录(默认IP:192.168.10.122):
    ssh root@192.168.10.122  # 密码:openwifi
    

4️⃣ 初始化系统

cd openwifi
./setup_once.sh  # 自动配置网络接口与驱动
/sbin/ifup sdr0   # 激活WiFi接口

🔍 核心功能体验:CSI信道状态监测

OpenWiFi的信道状态信息(CSI) 功能可实时分析无线信道特性,适用于室内定位、雷达探测等场景。以下是快速上手步骤:

1️⃣ 启动CSI捕获

在开发板终端执行:

./monitor_ch.sh sdr0 11       # 监听11信道
insmod driver/side_ch/side_ch.ko  # 加载侧信道驱动
./user_space/side_ch_ctl_src/side_ch_ctl g  # 开始CSI捕获

2️⃣ 可视化CSI数据

在本地电脑运行Python可视化工具:

cd user_space/side_ch_ctl_src
python3 side_info_display.py

将显示实时频率偏移信道响应均衡器星座图OpenWiFi CSI实时监测界面 图:CSI监测工具展示的无线信道状态信息,包含频率偏移曲线与星座图

3️⃣ 数据存储与离线分析

  • 捕获的数据自动保存至side_info.txt
  • 使用Matlab脚本进行深度分析:
    test_side_info_file_display.m  # 路径:user_space/side_ch_ctl_src/
    

🛠️ 高级配置:自定义CSI捕获规则

仅捕获特定MAC地址的CSI

# 过滤源MAC为56:5b:01:ec:e2:8f的数据包
./side_ch_ctl wh1h4001        # 启用源MAC过滤
./side_ch_ctl wh7h01ece28f    # 设置目标MAC后32位
./side_ch_ctl g               # 开始捕获

调整捕获间隔

./side_ch_ctl g50  # 设置50ms捕获间隔(默认100ms)

📚 官方资源与文档

💡 常见问题解决

无法登录开发板?

  • 检查IP配置:本地电脑需设置静态IP(192.168.10.x/24)
  • 更换网线或重启路由器

CSI无数据输出?

  • 确认天线连接正确且信道有信号
  • 重新加载驱动:rmmod side_ch; insmod side_ch.ko

🎯 总结

OpenWiFi作为开源WiFi基带设计平台,为无线通信研究提供了灵活且低成本的解决方案。通过本文的快速指南,你已掌握基本安装配置与核心功能体验。如需深入开发,建议参考官方文档中的FPGA动态加载IQ数据捕获等高级特性。

提示:项目持续更新,建议定期执行git pull获取最新功能!

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