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

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

基礎(chǔ)介紹

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

ESMARC系列主板和MINI-PCIe接口模塊

目前測試過的3G和4G模塊整理如下：

無線模塊和英創(chuàng)公司主板在物理上是通過USB虛擬串口進(jìn)行通訊的，而軟件上通過ppp協(xié)議轉(zhuǎn)換提供給客戶一個標(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（USB虛擬串口驅(qū)動）和ppp協(xié)議的支持。板卡中的驅(qū)動是以模塊（usbserial.ko）的形式提供，usbserial.ko是一個通用的驅(qū)動，已經(jīng)集成了大部分常用模塊的支持。驅(qū)動加載成功后系統(tǒng)會生成多個虛擬串口，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ppp調(diào)用modem口撥號即可連接上網(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的撥號文件，客戶只需要選用對應(yīng)的撥號文件即可，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，對于4G來說，移動、聯(lián)通和電信的SIM卡都可以使用這一個撥號文件。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這個撥號文件，如果是使用的電信3G，就需要使用cdma-connect-script這個撥號文件，若客戶有其他特殊的要求，可以根據(jù)英創(chuàng)公司提供的這三個撥號文件進(jìn)行修改，滿足自己的需要，下表列出了網(wǎng)絡(luò)制式和撥號文件的對應(yīng)關(guān)系：

使用步驟

接下來以4G模塊MU909S-2作為例，說明具體的使用步驟：

1、插入無線模塊，上電啟動英創(chuàng)Linux主板。在沒有加載驅(qū)動的時候，會被識別成CDROM或者USB移動存儲設(shè)備。

2、加載驅(qū)動模塊，需要代入上面的vender id和product id，英創(chuàng)Linux主板的驅(qū)動模塊都放在/lib/modules//下面，例如使用ESM6800加載驅(qū)動模塊，因為ESM6800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)動后會自動生成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USB虛擬串口。注意，如果客戶使用的無線模塊不在上面的表格之中，可以通過模塊的手冊來確定vendor id和product id，或者使用一臺裝有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id號。

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

ppp0節(jié)點信息

常見問題

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

撥號文件內(nèi)容

再調(diào)用ppp撥號，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)模塊沒有回復(fù)指令的情況，可能是由于撥號文件使用的設(shè)備節(jié)點不是模塊作為modem口的設(shè)備，可以通過模塊的手冊來確定作為modem口的設(shè)備節(jié)點，同時嘗試更改撥號文件中使用的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)點之后，如果要通過ppp0訪問外網(wǎng)，那么默認(rèn)網(wǎng)關(guān)就需要設(shè)置為ppp0節(jié)點，客戶可以使用route命令查看當(dāng)前的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。在沒有默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的情況下，ppp撥號成功之后會自動將ppp0設(shè)置為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，英創(chuàng)主板可以通過把userinfo.txt中DefaultGateway這一項的值填為0，來取消設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。如果主板在撥號的時候已經(jīng)有了默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，或者需要設(shè)置多個網(wǎng)關(guān)，可以參考文章：《Linux主板多網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級設(shè)置》進(jìn)行設(shè)置。