迅为IMX6ULL开发板Linux 4G通信实验
发布时间：2020-12-21 11:42
发布者：落风
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前面的章节中学习了如何使用有线网络或者使用 wifi，但是使用无线网络或者 wifi 有许多环境限制，这种时候就可以使用 4G 模块来上网。在本章中学习一下如何使用 4G 模块实现上网功能。 56.1 4G 网络连接 对于嵌入式 Linux 而言，4G 网络连接是一个比较容易实现的功能，大多数的 4G 模块接口都是 MiniPCIE接口，但是深入了解一下就会发现，4G 模块的通信接口都是 USB，所以 4G 模块的驱动就是 USB 驱动，只要 USB 驱动正常，4G 模块在硬件上就能正常通信。下面看一下 4G 模块的硬件原理图： 
在原理图中，U25 是 4G 模块的 MiniPCIE 接口，然后通信引脚会接到 U15 的 HUB 芯片上，所以 4G 模块会被识别成 USB 设备，CON5 是 SIM 卡接口，在使用 4G 模块时，需要先插入 SIM 卡。在 i.MX6UL 终结者开发板上使用的 EC20 4G 模块，如图 56.1.3 所示： 
56.2 EC20 4G 模块配置 56.2.1 添加 USB 设备信息 要使用 EC20 4G 模块首先需要在 Linux 内核中添加 EC20 的 USB 信息，这样内核启动后，才能正确识别 EC20 4G 模块。打开 Linux 内核下的 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 模块的 USB 信息。 56.2.2 Linux 内核配置 添加完 EC20 4G 模块的 USB 信息后，需要修改 Linux 内核配置来支持 USBNET 功能。具体配置如下： Device Drivers ---> <*> USB Network Adapters ---> <*> Multi-purpose USB Networking Framework 配置如图 56.2.2.1 所示： 
接下来我们还需要使能 USB 串口 GSM、CDMA 驱动，配置路径如下： Device Drivers ---> <*> USB Serial Converter support ---> <*> USB driver for GSM and CDMA modems 配置如图 56.2.2.2 所示： 
然后配置 ppp，配置路径如下： Device Drivers ---> <*> PPP (point-to-point protocol) support <*> PPP BSD-Compress compression <*> PPP Deflate compression <*> PPP MPPE compression (encryption) <*> PPP over Ethernet <*> PPP support for async serial ports <*> PPP support for sync tty ports 配置如图 56.2.2.3 所示: 
配置完成后，重新编译内核，然后使用新的内核启动开发板。如果配置成功开发板启动后会有如图56.2.2.4 信息打印： 
可以看出 EC20 4G 模块识别成功，并且虚拟出 5 个 USB 设备，分别为 ttyUSB0~ttyUSB4。 56.3 EC20 4G 模块联网测试 56.3.1 PPP 软件包编译 首先拷贝 ppp-2.4.4.tar.gz 到 Ubuntu 下，然后执行下面的命令解压： tar -xvf ppp-2.4.4.tar.gz 解压完成得到 ppp-2.4.4 目录，进入 ppp-2.4.4 目录如图 56.3.1.1 所示： 
使用 configure 进行配置，命令如下： ./configure 结果如图 56.3.1.2 所示： 
配置完成后，使用下面的命令进行编译： make CC=arm-linux-gnueabihf-gcc “CC=arm-linux-gnueabihf-gcc”指定编译器，和开发板 Linux 内核使用同一个编译器。 编译完成如图 56.3.1.3 所示： 
编译完成后，分别在 chat、pppd、pppdump、pppstats 四个目录下生成 chat、pppd、pppdump、pppstats可执行文件，用于后面的 4G 模块联网测试。 56.3.2 EC20 4G 模块联网测试 首先安装好 EC20 4G 模块、天线和 SIM 卡，如图 56.3.2.1 所示： 
开发板准备好后启动 Linux 系统，待系统启动后，进入/etc 目录，然后创建 ppp 目录，具体命令如下： cd /etc //进入 etc 目录 mkdir ppp //创建 ppp 目录 目录创建完后，使用 U 盘将上一节编译的 chat、pppd、pppdump、pppstats 四个可执行文件拷贝到/etc/ppp目录下，如图 56.3.2.2 所示： 
然后在/etc/ppp 目录下创建 pap-secrets 文件，使用下面命令： touch pap-secrets //创建 pap-secrets 文件 vi pap-secrets //打开 pap-secrets 文件 输入如下内容： # Secrets for authentication using PAP # client server secret IP addresses card * card * 在 4G 信号在通信时候有一个密码的比对，密码对了就可以通信了。上面显示用户是 card，密码是 card。 然后创建新文件夹 peers，命令“mkdir peers”。 进入 peers 文件夹，创建 wcdma 文件，命令如下： touch wcdma vi wcdma 输入如下内容： # /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 设备节点文件。 “user "card"”和“password "card"”对应了 pap-secrets 文件中的用户名和密码。 创建 wcdma-chat-connect 文件： touch wcdma-chat-connect vi wcdma-chat-connect 内容如下： 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 在这里 OK \rAT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0 OK-AT-OK ATDT*99# 这两句话会根据移动联通或者是电信而变化，这里用的是移动 4G。 创建 wcdma-chat-disconnect 文件： touch wcdma-chat-disconnect vi wcdma-chat-disconnect 内容如下： ABORT "ERROR" ABORT "NO DIALTONE" SAY "INSending break to the modem\n" ""\k" ""+++ATH" SAY "\nGood bye\n" 所需文件创建完成后，就可以进行联网测试了。 首先关闭 eth0 设备，因为和 EC20 4G 模块有冲突，同时只能使用一个设备。命令如下： ifconfig eth0 down 然后在/etc/ppp 目录下输入指令： ./pppd call wcdma & 结果如图 56.3.2.3 所示： 
上图表示联网成功后的 IP 地址为 10.47.135.182，使用 ifconfig 命令查看结果如图 56.3.2.4： 
这时使用 ping 命令查看能够 ping 通外网，命令如下： ping 202.108.22.5 -c 4 “-c”选项指定 ping 网络的次数。“202.108.22.5”是百度的 IP 地址，结果如图 56.3.2.5： 
发现不能 ping 通外网，愿意是因为 DNS 没有设置对，在 etc 下有一个文件 resolv.conf 。这个文件是用来放 DNS 的。就是这个里面的域名没有设置对。然而在 eth0 的运行脚本里强制性的把这个文件复制为了192.168.1.1 。这就造成即便在这里文件里设置上正确的 DNS，再开机后也会发现这个文件里已经是192.168.1.1 了。这是因为 eth0，是开机自启动的。 我们在/etc 目录下新建一个文件 resolv.conf_back： touch resolv.conf_back vi resolv.conf_back 输入如下内容： nameserver 202.99.160.68 nameserver 221.130.33.52 nameserver 221.130.33.60 nameserver 192.168.1.1 然后在新建一个脚本文件 ppp0： touch ppp0 vi ppp0 输入如下内容： #!/bin/sh ifconfig eth0 down cp /etc/resolv.conf_back /etc/resolv.conf /etc/ppp/pppd call wcdma& 修改 ppp0 文件的执行权限： chmod 777 ppp0 这里第一步是将 eth0 关掉，第二步将我们的 DNS 文件覆盖到 resolv.conf 上，第三步运行。然后重新开机，执行 ppp0 脚本，命令如下： /etc/ppp0 脚本执行成功后，重新使用 ping 命令，结果如图 56.3.2.6 所示： 
图片显示可以正常 ping 通百度的 IP 地址。至此 EC20 4G 模块就可以正常使用了。 
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