Linux 4G通信實(shí)驗(yàn)分析

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對于嵌入式 Linux 而言，4G 網(wǎng)絡(luò)連接是一個(gè)比較容易實(shí)現(xiàn)的功能，大多數(shù)的 4G 模塊接口都是 MiniPCIE接口，但是深入了解一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，4G 模塊的通信接口都是 USB，所以 4G 模塊的驅(qū)動(dòng)就是 USB 驅(qū)動(dòng)，只要 USB 驅(qū)動(dòng)正常，4G 模塊在硬件上就能正常通信。下面看一下 4G 模塊的硬件原理圖：


在原理圖中，U25 是 4G 模塊的 MiniPCIE 接口，然后通信引腳會(huì)接到 U15 的 HUB 芯片上，所以 4G 模塊會(huì)被識(shí)別成 USB 設(shè)備，CON5 是 SIM 卡接口，在使用 4G 模塊時(shí)，需要先插入 SIM 卡。在 i.MX6UL 終結(jié)者開發(fā)板上使用的 EC20 4G 模塊，如圖 56.1.3 所示：

56.2 EC20 4G  模塊配置
56.2.1  添加 USB  設(shè)備信息
要使用 EC20 4G 模塊首先需要在 Linux 內(nèi)核中添加 EC20 的 USB 信息，這樣內(nèi)核啟動(dòng)后，才能正確識(shí)別
EC20 4G 模塊。打開 Linux 內(nèi)核下的 drivers/usb/serial/option.c 文件，添加如下信息：
1809 /* add support EC220 4G Module */
1810 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9090) }, /* Quectel UC15 */
1811 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9003) }, /* Quectel UC20 */
1812 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9215) }, /* Quectel EC20 */
1813 { USB_DEVICE(0x2C7C, 0x0125) }, /* Quectel EC25/EC20 R2.0 */
1814 { USB_DEVICE(0x2C7C, 0x0121) }, /* Quectel EC21 */
1815 /* end add */
其中第 1813 行是 EC20 4G 模塊的 USB 信息。
56.2.2 Linux  內(nèi)核配置
添加完 EC20 4G 模塊的 USB 信息后，需要修改 Linux 內(nèi)核配置來支持 USBNET 功能。具體配置如下：
Device Drivers --->

• Network device support --->
  <*> USB Network Adapters --->
  <*> Multi-purpose USB Networking Framework
  配置如圖 56.2.2.1 所示：
  
  接下來我們還需要使能 USB 串口 GSM、CDMA 驅(qū)動(dòng)，配置路徑如下：
  Device Drivers --->

• USB support --->
  <*> USB Serial Converter support --->
  <*> USB driver for GSM and CDMA modems
  配置如圖 56.2.2.2 所示：
  
  然后配置 ppp，配置路徑如下：
  Device Drivers --->

• Network device support --->
  <*> PPP (point-to-point protocol) support
  <*> PPP BSD-Compress compression
  <*> PPP Deflate compression

• PPP filtering
  <*> PPP MPPE compression (encryption)

• PPP multilink support
  <*> PPP over Ethernet
  <*> PPP support for async serial ports
  <*> PPP support for sync tty ports
  配置如圖 56.2.2.3 所示:
  
  配置完成后，重新編譯內(nèi)核，然后使用新的內(nèi)核啟動(dòng)開發(fā)板。如果配置成功開發(fā)板啟動(dòng)后會(huì)有如圖56.2.2.4 信息打?。?br/>
  可以看出 EC20 4G 模塊識(shí)別成功，并且虛擬出 5 個(gè) USB 設(shè)備，分別為 ttyUSB0~ttyUSB4。
  56.3 EC20 4G  模塊聯(lián)網(wǎng)測試
  56.3.1 PPP  軟件包編譯
  首先拷貝 ppp-2.4.4.tar.gz 到 Ubuntu 下，然后執(zhí)行下面的命令解壓：
  tar -xvf ppp-2.4.4.tar.gz
  解壓完成得到 ppp-2.4.4 目錄，進(jìn)入 ppp-2.4.4 目錄如圖 56.3.1.1 所示：
  
  使用 configure 進(jìn)行配置，命令如下：
  ./configure
  結(jié)果如圖 56.3.1.2 所示：
  
  配置完成后，使用下面的命令進(jìn)行編譯：
  make CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
  “CC=arm-linux-gnueabihf-gcc”指定編譯器，和開發(fā)板 Linux 內(nèi)核使用同一個(gè)編譯器。
  編譯完成如圖 56.3.1.3 所示：
  
  編譯完成后，分別在 chat、pppd、pppdump、pppstats 四個(gè)目錄下生成 chat、pppd、pppdump、pppstats可執(zhí)行文件，用于后面的 4G 模塊聯(lián)網(wǎng)測試。
  56.3.2 EC20 4G  模塊聯(lián)網(wǎng)測試
  首先安裝好 EC20 4G 模塊、天線和 SIM 卡，如圖 56.3.2.1 所示：
  
  開發(fā)板準(zhǔn)備好后啟動(dòng) Linux 系統(tǒng)，待系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)入/etc 目錄，然后創(chuàng)建 ppp 目錄，具體命令如下：
  cd /etc //進(jìn)入 etc 目錄
  mkdir ppp //創(chuàng)建 ppp 目錄
  目錄創(chuàng)建完后，使用 U 盤將上一節(jié)編譯的 chat、pppd、pppdump、pppstats 四個(gè)可執(zhí)行文件拷貝到/etc/ppp目錄下，如圖 56.3.2.2 所示：
  
  然后在/etc/ppp 目錄下創(chuàng)建 pap-secrets 文件，使用下面命令：
  touch pap-secrets //創(chuàng)建 pap-secrets 文件
  vi pap-secrets //打開 pap-secrets 文件
  輸入如下內(nèi)容：
  # Secrets for authentication using PAP
  # client server secret IP addresses
  card * card *
  在 4G 信號(hào)在通信時(shí)候有一個(gè)密碼的比對，密碼對了就可以通信了。上面顯示用戶是 card，密碼是 card。
  然后創(chuàng)建新文件夾 peers，命令“mkdir peers”。
  進(jìn)入 peers 文件夾，創(chuàng)建 wcdma 文件，命令如下：
  touch wcdma
  vi wcdma
  輸入如下內(nèi)容：
  # /etc/ppp/peers/wcdma
  # This is pppd script for China liantong
  # Usage: root>pppd call wcdma
  hide-password
  noauth
  connect '/etc/ppp/chat -s -v -f /etc/ppp/peers/wcdma-chat-connect'
  disconnect '/etc/ppp/chat -s -v -f /etc/ppp/peers/wcdma-chat-disconnect'
  debug
  /dev/ttyUSB2
  115200
  defaultroute
  noipdefault
  novj
  novjccomp
  noccp
  ipcp-accept-local
  ipcp-accept-remote
  local
  lock
  dump
  nodetach
  user "card"
  password "card"
  crtscts
  remotename 3gppp
  ipparam 3gppp
  usepeerdns
  需要注意的是使用/dev/ttyUSB2 設(shè)備節(jié)點(diǎn)文件。
  “user "card"”和“password "card"”對應(yīng)了 pap-secrets 文件中的用戶名和密碼。
  創(chuàng)建 wcdma-chat-connect 文件：
  touch wcdma-chat-connect
  vi wcdma-chat-connect
  內(nèi)容如下：
  ABORT "BUSY"
  ABORT "NO CARRIER"
  ABORT "NO DIALTONE"
  ABORT "ERROR"
  ABORT "NO ANSWER"
  TIMEOUT 120
  "" AT
  OK \rATZ
  OK \rAT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0
  OK-AT-OK ATDT*99#
  CONNECT \d\c
  在這里 OK \rAT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0
  OK-AT-OK ATDT*99#
  這兩句話會(huì)根據(jù)移動(dòng)聯(lián)通或者是電信而變化，這里用的是移動(dòng) 4G。
  創(chuàng)建 wcdma-chat-disconnect 文件：
  touch wcdma-chat-disconnect
  vi wcdma-chat-disconnect
  內(nèi)容如下：
  ABORT "ERROR"
  ABORT "NO DIALTONE"
  SAY "INSending break to the modem\n"
  ""\k"
  ""+++ATH"
  SAY "\nGood bye\n"
  所需文件創(chuàng)建完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)測試了。
  首先關(guān)閉 eth0 設(shè)備，因?yàn)楹?EC20 4G 模塊有沖突，同時(shí)只能使用一個(gè)設(shè)備。命令如下：
  ifconfig eth0 down
  然后在/etc/ppp 目錄下輸入指令：
  ./pppd call wcdma &
  結(jié)果如圖 56.3.2.3 所示：
  
  上圖表示聯(lián)網(wǎng)成功后的 IP 地址為 10.47.135.182，使用 ifconfig 命令查看結(jié)果如圖 56.3.2.4：
  
  這時(shí)使用 ping 命令查看能夠 ping 通外網(wǎng)，命令如下：
  ping 202.108.22.5 -c 4
  “-c”選項(xiàng)指定 ping 網(wǎng)絡(luò)的次數(shù)?！?02.108.22.5”是百度的 IP 地址，結(jié)果如圖 56.3.2.5：
  
  發(fā)現(xiàn)不能 ping 通外網(wǎng)，愿意是因?yàn)?DNS 沒有設(shè)置對，在 etc 下有一個(gè)文件 resolv.conf 。這個(gè)文件是用來放 DNS 的。就是這個(gè)里面的域名沒有設(shè)置對。然而在 eth0 的運(yùn)行腳本里強(qiáng)制性的把這個(gè)文件復(fù)制為了192.168.1.1 。這就造成即便在這里文件里設(shè)置上正確的 DNS，再開機(jī)后也會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)文件里已經(jīng)是192.168.1.1 了。這是因?yàn)?eth0，是開機(jī)自啟動(dòng)的。
  我們在/etc 目錄下新建一個(gè)文件 resolv.conf_back：
  touch resolv.conf_back
  vi resolv.conf_back
  輸入如下內(nèi)容：
  nameserver 202.99.160.68
  nameserver 221.130.33.52
  nameserver 221.130.33.60
  nameserver 192.168.1.1
  然后在新建一個(gè)腳本文件 ppp0：
  touch ppp0
  vi ppp0
  輸入如下內(nèi)容：
  #!/bin/sh
  ifconfig eth0 down
  cp /etc/resolv.conf_back /etc/resolv.conf
  /etc/ppp/pppd call wcdma&
  修改 ppp0 文件的執(zhí)行權(quán)限：
  chmod 777 ppp0
  這里第一步是將 eth0 關(guān)掉，第二步將我們的 DNS 文件覆蓋到 resolv.conf 上，第三步運(yùn)行。然后重新開機(jī)，執(zhí)行 ppp0 腳本，命令如下：
  /etc/ppp0
  腳本執(zhí)行成功后，重新使用 ping 命令，結(jié)果如圖 56.3.2.6 所示：
  
  圖片顯示可以正常 ping 通百度的 IP 地址。至此 EC20 4G 模塊就可以正常使用了。
  

到此，關(guān)于“Linux 4G通信實(shí)驗(yàn)分析”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！