英創(chuàng)信息技術(shù)Linux主板基于3G和4G的無(wú)線通訊方案

隨著3G和4G網(wǎng)絡(luò)的普及，在嵌入式產(chǎn)品中越來(lái)越多的使用到他們，特別是在沒(méi)有以太網(wǎng)的環(huán)境中，使用3G或者4G無(wú)線模塊能夠有效的解決網(wǎng)絡(luò)通訊問(wèn)題。英創(chuàng)公司也針對(duì)各種型號(hào)的主板，推出了通用的3G和4G的通訊方案，這篇文章主要總結(jié)了各種在主板上評(píng)估過(guò)的3G和4G模塊，以及使用方法和常見的一些問(wèn)題。

基礎(chǔ)介紹

英創(chuàng)公司支持的為MINI-PCIe接口的全長(zhǎng)或者半長(zhǎng)尺寸模塊，3G和4G模塊只使用了MINI-PCIe接口中的供電、復(fù)位和USB信號(hào)，所以這種接口的模塊在英創(chuàng)公司所有型號(hào)的主板上都能夠適用，并且為了方便客戶評(píng)估，英創(chuàng)公司在ESMARC通用評(píng)估底板上已經(jīng)增加了接口，可以直接和評(píng)估底板連接測(cè)試。MINI-PCIe接口的模塊如下圖：

ESMARC系列主板和MINI-PCIe接口模塊

目前測(cè)試過(guò)的3G和4G模塊整理如下：

無(wú)線模塊和英創(chuàng)公司主板在物理上是通過(guò)USB虛擬串口進(jìn)行通訊的，而軟件上通過(guò)ppp協(xié)議轉(zhuǎn)換提供給客戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。英創(chuàng)公司在主板中已經(jīng)添加了3G和4G模塊的驅(qū)動(dòng)（USB虛擬串口驅(qū)動(dòng)）和ppp協(xié)議的支持。板卡中的驅(qū)動(dòng)是以模塊（usbserial.ko）的形式提供，usbserial.ko是一個(gè)通用的驅(qū)動(dòng)，已經(jīng)集成了大部分常用模塊的支持。驅(qū)動(dòng)加載成功后系統(tǒng)會(huì)生成多個(gè)虛擬串口，他們分別有不同的用處，比如作為數(shù)據(jù)通訊口（即modem口）、響應(yīng)AT指令的設(shè)備口以及傳輸GPS信息的設(shè)備口等，生成USB虛擬串口后通過(guò)ppp調(diào)用modem口撥號(hào)即可連接上網(wǎng)，需要注意的是3G模塊的modem口一般都為/dev/ttyUSB0，而4G模塊的modem口一般為/dev/ttyUSB1。

撥號(hào)使用的文件在/etc/ppp/peers/目錄下，英創(chuàng)公司已經(jīng)編寫好了3G和4G的撥號(hào)文件，客戶只需要選用對(duì)應(yīng)的撥號(hào)文件即可，本文使用的是4G模塊MU909S-2作為例子，所以使用/etc/ppp/peers/目錄下的lte-connect-script文件，對(duì)于4G來(lái)說(shuō)，移動(dòng)、聯(lián)通和電信的SIM卡都可以使用這一個(gè)撥號(hào)文件。如果客戶使用的是3G模塊，就需要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)制式選擇腳本，如果是聯(lián)通的3G，需要使用wcdma-connect-script這個(gè)撥號(hào)文件，如果是使用的電信3G，就需要使用cdma-connect-script這個(gè)撥號(hào)文件，若客戶有其他特殊的要求，可以根據(jù)英創(chuàng)公司提供的這三個(gè)撥號(hào)文件進(jìn)行修改，滿足自己的需要，下表列出了網(wǎng)絡(luò)制式和撥號(hào)文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

使用步驟

接下來(lái)以4G模塊MU909S-2作為例，說(shuō)明具體的使用步驟：

1、插入無(wú)線模塊，上電啟動(dòng)英創(chuàng)Linux主板。在沒(méi)有加載驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)被識(shí)別成CDROM或者USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。

2、加載驅(qū)動(dòng)模塊，需要代入上面的vender id和product id，英創(chuàng)Linux主板的驅(qū)動(dòng)模塊都放在/lib/modules//下面，例如使用ESM6800加載驅(qū)動(dòng)模塊，因?yàn)镋SM6800的內(nèi)核版本為4.1.15，輸入命令為：insmode /lib/modules/4.1.15/usbserial.ko vendor=0x12d1 product=0x15c1，注意如果使用的主板為ESM7000，ESM6802，ESM6800H或者ESM6800V系列的板卡，可以使用命令：modprobe usbserial vendor=0x12d1 product=0x15c1，不需要代入路徑了，輸入驅(qū)動(dòng)后會(huì)自動(dòng)生成usb虛擬串口，如下：

轉(zhuǎn)換成虛擬串口

可以看到系統(tǒng)生成了多個(gè)USB虛擬串口。注意，如果客戶使用的無(wú)線模塊不在上面的表格之中，可以通過(guò)模塊的手冊(cè)來(lái)確定vendor id和product id，或者使用一臺(tái)裝有Linux系統(tǒng)的PC，將模塊連接到PC上使用lsusb命令也可以查看到兩個(gè)id號(hào)。

3、接下來(lái)就可以撥號(hào)了，輸入命令：pppd call lte-connect-script 使用4G網(wǎng)絡(luò)的撥號(hào)文件lte -connect-script進(jìn)行撥號(hào)，完成以后，可以使用ifconfig命令查詢，如果成功聯(lián)網(wǎng)，會(huì)有ppp0的網(wǎng)絡(luò)信息。如圖所示：

ppp0節(jié)點(diǎn)信息

常見問(wèn)題

如果撥號(hào)后遇到無(wú)法生成ppp0節(jié)點(diǎn)的情況，客戶可以通過(guò)修改撥號(hào)文件來(lái)查看調(diào)試信息，撥號(hào)文件中有一行為#nodetch，去掉前面的#，就可以輸出調(diào)試信息了，如下圖：

撥號(hào)文件內(nèi)容

再調(diào)用ppp撥號(hào)，就能看見調(diào)試信息了。如果是發(fā)現(xiàn)調(diào)試信息出現(xiàn)模塊沒(méi)有回復(fù)指令的情況，可能是由于撥號(hào)文件使用的設(shè)備節(jié)點(diǎn)不是模塊作為modem口的設(shè)備，可以通過(guò)模塊的手冊(cè)來(lái)確定作為modem口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，同時(shí)嘗試更改撥號(hào)文件中使用的usb虛擬串口設(shè)備，比如上圖中使用的是/dev/ttyUSB0，可以更換為/dev/ttyUSB1嘗試。如果是遇到無(wú)法建立連接的情況，建議可以檢查天線和SIM卡是否接好。

在生成ppp0節(jié)點(diǎn)之后，如果要通過(guò)ppp0訪問(wèn)外網(wǎng)，那么默認(rèn)網(wǎng)關(guān)就需要設(shè)置為ppp0節(jié)點(diǎn)，客戶可以使用route命令查看當(dāng)前的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。在沒(méi)有默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的情況下，ppp撥號(hào)成功之后會(huì)自動(dòng)將ppp0設(shè)置為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，英創(chuàng)主板可以通過(guò)把userinfo.txt中DefaultGateway這一項(xiàng)的值填為0，來(lái)取消設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。如果主板在撥號(hào)的時(shí)候已經(jīng)有了默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，或者需要設(shè)置多個(gè)網(wǎng)關(guān)，可以參考文章：《Linux主板多網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置》進(jìn)行設(shè)置。