迅为IMX6ULL开发板Linux 4G通信实验

孤久厌闹

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
5 `% _" l- D" E& }4 R: i& R. C5 M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：
/ V& y* l2 P! ^1 }; S5 G
- \' n0 H# Y# N
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：
  L8 d6 |4 _+ I/ ~) e
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
( e1 _3 K( f0 v. N/ S3 |  UEC20 4G 模块。打开 Linux 内核下的 drivers/usb/serial/option.c 文件，添加如下信息：
* ]+ B  u" P" {1809 /* add support EC220 4G Module */
. z( I. }& s/ O- w+ _  U! _# e1810 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9090) }, /* Quectel UC15 */
1811 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9003) }, /* Quectel UC20 */
1812 { USB_DEVICE(0x05C6, 0x9215) }, /* Quectel EC20 */
+ e$ L% t- f6 ~3 }1813 { USB_DEVICE(0x2C7C, 0x0125) }, /* Quectel EC25/EC20 R2.0 */
1814 { USB_DEVICE(0x2C7C, 0x0121) }, /* Quectel EC21 */
# g  a5 d8 I2 `' o% v, _! \1 V" U2 Z1815 /* end add */
" f4 S9 M4 _6 y& r' F其中第 1813 行是 EC20 4G 模块的 USB 信息。
5 @8 o5 f; l  ~+ M: w9 C7 Q) [' f% D0 K2 h56.2.2 Linux  内核配置
* _2 |( p% d6 [. A4 n; `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：
  Q$ q. O! q% O& H  EDevice Drivers --->Network device support --->
<*> USB Network Adapters --->
, D6 D7 v- \; p% O<*> Multi-purpose USB Networking Framework
* N% c2 M3 ?) u; Y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 support --->
<*> USB Serial Converter support --->
<*> USB driver for GSM and CDMA modems
; t4 B0 A( b  l4 G4 x) |# o# R配置如图 56.2.2.2 所示：
# \6 x$ |$ n8 N. M; }. ^$ |
* Y- o2 W5 X" M5 z8 f4 X/ u' ~9 i然后配置 ppp，配置路径如下：
Device Drivers --->Network device support --->
<*> PPP (point-to-point protocol) support
7 d  N" r2 i9 t" u<*> PPP BSD-Compress compression
: b% H+ p. C# [& i6 b<*> PPP Deflate compressionPPP filtering
. P5 }! }! p2 n/ J0 ]$ Z' X<*> PPP MPPE compression (encryption)PPP multilink support
<*> PPP over Ethernet
% _# {: X1 a7 I  {8 `9 d- U+ y) g<*> PPP support for async serial ports
1 @4 F8 I) @" V' J- G7 [& u4 c<*> PPP support for sync tty ports
1 A) Q" H" @- x$ q# t% {/ j/ g配置如图 56.2.2.3 所示:
; C& V. z* [# p/ `3 x' C4 g
8 e+ z4 j* J$ q" k. _" o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：

+ u9 K2 P  ~, w6 n7 Q! E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。
, a4 M4 m$ V+ \* F56.3 EC20 4G  模块联网测试
3 B1 M" j7 u  _$ v( D56.3.1 PPP  软件包编译
& V1 T0 j0 z9 D首先拷贝 ppp-2.4.4.tar.gz 到 Ubuntu 下，然后执行下面的命令解压：
5 ^& `8 \; \: m' O1 g1 c. L8 G+ Utar -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：
+ t+ b# ~1 c0 h: b$ C5 A./configure
4 C5 }# E, e' z/ T9 J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。
1 w% `0 m# j& j7 J: @编译完成如图 56.3.1.3 所示：
0 L" i8 f; j6 {* l
" Z/ j" b  u, a  p( f+ X3 h. Q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。
3 w7 |  D# A8 ?, d  S! R! J* C) e8 h56.3.2 EC20 4G  模块联网测试
9 E  o, N' [; v6 B& W8 V, f/ l首先安装好 EC20 4G 模块、天线和 SIM 卡，如图 56.3.2.1 所示：
+ K- c: ^( G0 b
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
: C: F3 t) R7 ?! y8 V4 Y9 Ymkdir 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：
6 j% y8 K5 e. F- |5 W
然后在/etc/ppp 目录下创建 pap-secrets 文件，使用下面命令：
* a' d7 g8 {% [/ U0 v( N* K3 Dtouch 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”。
3 y1 K, b3 A7 r/ F  s/ k进入 peers 文件夹，创建 wcdma 文件，命令如下：
, x( p' E, `. F/ D4 }) ~  U+ [. qtouch wcdma
! j, I' ^, Y# v& m; {$ c4 w9 `& b" n) @vi wcdma
输入如下内容：
# /etc/ppp/peers/wcdma
# This is pppd script for China liantong
# Usage: root>pppd call wcdma
; \: J4 Z7 o4 t9 lhide-password
$ i! E) D0 `% jnoauth
! J0 K  Q' E/ w# v* h% sconnect '/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
3 d2 n6 z, _/ Z# O! B4 O6 ndefaultroute
noipdefault
novj
; z# c% f7 M6 U8 R5 ~3 |3 V3 enovjccomp
noccp
% `9 N3 H: q- Mipcp-accept-local
ipcp-accept-remote
% j/ A# a7 d$ J$ `* Blocal
lock
dump
% ^3 X' E0 q) g5 X! }* rnodetach
user "card"
. ?" T. Y6 a3 u* |! q# @8 C" B1 s; tpassword "card"
0 Z5 `; Z" @: Y7 G# ]( S8 m& ~: Hcrtscts
1 J; m2 g" @2 p- Q. L& u" s1 c  gremotename 3gppp
3 c) O; r7 Z$ @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
5 z2 n& m) \+ T$ e8 b+ z% cvi wcdma-chat-connect
( |+ b3 U& }4 X6 N) h内容如下：
ABORT "BUSY"
3 B+ M' c6 q  A4 s9 b  T, s) cABORT "NO CARRIER"
ABORT "NO DIALTONE"
ABORT "ERROR"
ABORT "NO ANSWER"
TIMEOUT 120
"" AT
OK \rATZ
1 I% z& K% ~  {6 SOK \rAT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0
OK-AT-OK ATDT*99#
& d8 R! q  k5 ^& h9 `CONNECT \d\c
在这里 OK \rAT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0
OK-AT-OK ATDT*99#
+ e; `' @8 `% D3 G7 r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
' O( i5 [9 p3 |2 Z  v4 J& {vi wcdma-chat-disconnect
! T6 ~& h; _2 k1 h, `内容如下：
ABORT "ERROR"
ABORT "NO DIALTONE"
2 M% `, Q2 h% R8 q3 q) s+ b. GSAY "INSending break to the modem\n"
""\k"
5 N1 t4 D" g& P$ M/ ?- c0 N""+++ATH"
2 l' r$ w2 n9 s! s/ A3 mSAY "\nGood bye\n"
所需文件创建完成后，就可以进行联网测试了。
" V8 J9 Z( y) A0 u! J/ {) }0 M, Y& k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：
9 L7 H4 S! a* c9 l* N./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：
& |7 {+ v. c: C  ]- A5 k
这时使用 ping 命令查看能够 ping 通外网，命令如下：
( A5 f7 z! e' a0 _7 z6 Z( Iping 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：
" B8 K) q2 ?+ v" ^9 H* l
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。
* f( _- ~8 d( ~9 A$ R# z( @% E我们在/etc 目录下新建一个文件 resolv.conf_back：
, @- ~1 d0 f( b4 Jtouch resolv.conf_back
vi resolv.conf_back
- q! ?8 X+ m3 b/ H; l输入如下内容：
nameserver 202.99.160.68
  D5 n( P4 F" j0 t$ |8 J( D$ @nameserver 221.130.33.52
& Z6 W# J: ^  g, `. T2 ~+ M! Q% Q/ cnameserver 221.130.33.60
nameserver 192.168.1.1
, r; z6 y, t: f' g7 T8 J然后在新建一个脚本文件 ppp0：
touch ppp0
vi ppp0
6 h# I( f$ H( R, i9 ^输入如下内容：
#!/bin/sh
ifconfig eth0 down
cp /etc/resolv.conf_back /etc/resolv.conf
/etc/ppp/pppd call wcdma&
& ^3 h7 V$ `& t  N  u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：
5 B& s& b8 k$ f- |- D) O4 n1 i0 Y3 ~, u/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：
/ a, k3 Z# Q% H& u* J
- L- {2 v8 d/ Q6 m1 k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。
2 }$ |5 |9 {; i" M' n7 o7 H% ?1 x0 B