4G通信模塊把頻率接收器和信號(hào)增幅器等部件全都整合在一起，實(shí)現(xiàn)了一體化。隨著工業(yè)發(fā)展，嵌入式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的需求日益增多，在沒(méi)有有線或WiFi等無(wú)線的環(huán)境下，直接通過(guò)4G通訊模塊連接運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)來(lái)接入互聯(lián)網(wǎng)不失為一個(gè)好方法。因此，本文就為讀者介紹一下基于ARM平臺(tái)的嵌入式設(shè)備在Linux下使用4G模塊的方法。

一、開(kāi)發(fā)環(huán)境

1)開(kāi)發(fā)主機(jī)環(huán)境：

Ubuntu12.04（64位）、arm-fls-linux-guneabi-gcc系列交叉編譯鏈。

2)硬件清單：

IoT-3960工控板、龍尚 4G模塊U8300C或U8300W。

3)軟件資源：

光盤EPC-280_283_287V1.04.iso中的內(nèi)核源碼包：linux-2.6.35.3-fec60fa.tar.bz2（光盤內(nèi)容可在致遠(yuǎn)電子官網(wǎng)下載http://www.zlg.cn）。

二、硬件概述

IoT-3960L 是廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司以Freescale i.MX287處理器為核心開(kāi)發(fā)的工業(yè)IoT網(wǎng)絡(luò)控制器，集成多路通信接口，支持多種通信協(xié)議，具有性價(jià)比高、功能豐富、工作穩(wěn)定、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，產(chǎn)品實(shí)物如圖1所示。

圖1  IoT-3960L工控板

通過(guò)自定義的 Mini-PCIE 接口，IoT-3960L 可外擴(kuò)3G、4G、GPRS、ZigBee、RFID 等無(wú)線通信模塊。本文外擴(kuò)的是龍尚4G 模塊，所用的型號(hào)如圖2所示。

三、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1、解壓內(nèi)核源碼

將 EPC-280_283_287 V1.04.iso 光盤中的linux-2.6.35..3-fec60fa.tar.bz2 源碼包復(fù)制到ubuntu 系統(tǒng)的“~/”目錄下，將其解壓后可得到linux-2.6.35.3 目錄，參考命令如下：

vmuser@Linux-host:~$ tar -jxvf linux-2.6.35..3-fec60fa.tar.bz2

2、修改配置文件

在內(nèi)核源碼目錄“drivers/gpio/”下的Kconfig 文件中有設(shè)定了CONFIG_GPIO_M28X 宏的默認(rèn)配置，用vim編輯器打開(kāi)這個(gè)Kconfig 文件，搜索“GPIO_M28X”，找到其配置設(shè)定，將其修改為可獨(dú)立配置的選項(xiàng)，修改后的配置如下所示（紅色標(biāo)識(shí)的為修改部分）：

config GPIO_M28X

tristate "GPIO support for MiniPCI-E slot control"

#depends on IoT_3960 || IoT_3962

help

Say yes here to enable the IoT_396x board gpio driver.

3、修改內(nèi)核編譯腳本

Linux 源碼目錄下的build-kernel 腳本文件主要用于切換內(nèi)核默認(rèn)配置，但因光盤中的該腳本文件設(shè)置不夠靈活，建議直接將build-kernel文本內(nèi)容整體替換為如圖 3所示的代碼：

圖3  build-kernel 文件內(nèi)容

4、配置內(nèi)核源碼

進(jìn)入解壓后的 Linux 源碼根目錄，使用IoT-3960L 的默認(rèn)內(nèi)核配置，參考命令如下：

vmuser@Linux_host:~/ linux-2.6.35.3$ ./build-kernel

然后輸入6 選擇Iot3960，如果是其他工控板或開(kāi)發(fā)套件，則選擇對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)即可，如果對(duì)應(yīng)的Linux 源碼根目錄下沒(méi)有.config 文件，運(yùn)行該步驟操作后會(huì)提示cp 命令執(zhí)行錯(cuò)誤，直接忽略此錯(cuò)誤即可。

工控板或開(kāi)發(fā)套件使用 USB 接口來(lái)與龍尚4G 模塊通信，需要配置內(nèi)核以支持USB轉(zhuǎn)串口功能。參考命令如下：

vmuser@Linux-host:~/ linux-2.6.35.3 $ make menuconfig

進(jìn)入配置界面后，按回車鍵進(jìn)入“Device Drivers --->”選項(xiàng)，配置完內(nèi)核后，保存并退出內(nèi)核配置操作。

5、 修改&編譯內(nèi)核源碼

對(duì)龍尚4G模塊，我們需要在linux-2.6.35.3 目錄下對(duì)三個(gè)數(shù)組中的內(nèi)容進(jìn)行修改：

使用vi 或者vim 命令打開(kāi)drivers/gpio/gpio_m28x.c 文件，在all_gpios_info[ ]數(shù)組作中作修改；

使用vi 或者vim 命令打開(kāi)arch/arm/mach-mx28/mx28evk_pins.c 文件，在mx28evk_fixed_pins []數(shù)組中作修改；

使用vi或者vim命令打開(kāi)drivers/usb/serial/option.c 文件，在option_ids[]數(shù)組中作修改。

按上述操作修改完成之后，就可以編譯內(nèi)核了，內(nèi)核編譯參考命令如下：

vmuser@Linux-host:~/ linux-2.6.35.3 $ make uImage

待內(nèi)核編譯完成后，將生成的uImage 文件（可在arch/arm/boot 目錄下找到）燒寫到工控板或開(kāi)發(fā)套件上，燒寫方法請(qǐng)參考《IoT-3960 用戶手冊(cè).pdf》第6 章的內(nèi)容。

四、4G 模塊測(cè)試

這里主要介紹龍尚4G模塊的電話、網(wǎng)絡(luò)等控制接口以及IoT-3960L工控板對(duì)其操作的通信流程。用于測(cè)試的工控板必須燒寫EPC-280_283_287 V1.04.iso 光盤中V1.03的uboot 及文件系統(tǒng)，因?yàn)槠渲邪匾膿芴?hào)上網(wǎng)工具。

1、電話控制接口

電話接聽(tīng)和撥打命令如表1所示。通過(guò)向串口發(fā)送相應(yīng)的命令就可以實(shí)現(xiàn)電話的接聽(tīng)和撥打。如：可以向串口發(fā)送“ATD12345678901;\n\r”就可以向12345678901撥打電話。

表1 電話撥打和接聽(tīng)控制命令表

電話撥打接聽(tīng)代碼執(zhí)行流程如圖4所示。代碼首先會(huì)顯示可供使用的菜單，如電話撥打，短信接收等。等待用戶輸入?yún)?shù)，執(zhí)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的流程。然后判斷是否執(zhí)行成功，如果執(zhí)行成功就會(huì)返回顯示菜單代碼處繼續(xù)執(zhí)行下一下循環(huán)。

圖4 電話撥打接聽(tīng)流程圖

2、網(wǎng)絡(luò)控制接口

4G 模塊上網(wǎng)功能通過(guò)PPP 撥號(hào)提供的接口連接網(wǎng)絡(luò)。在開(kāi)發(fā)套件文件系統(tǒng)的“/etc/ppp”目錄下預(yù)置了可以參考的撥號(hào)腳本。撥號(hào)成功后（執(zhí)行PPP 撥號(hào)腳本），內(nèi)核會(huì)生成PPP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。通過(guò)創(chuàng)建套接字就可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。

3、演示程序?qū)嵅?/strong>