嵌入式网络拨号功能设计与实现[图]
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2020-10-22
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嵌入式网络拨号功能设计与实现嵌入式网络拨号功能设计与实现[图图]
以先进的精简指令(RISC)的ARM9 S3C2410X微处理器为核心，通用无线分组业务(GPRS)和全球移动通讯系统
(GSM)模块等组成无线上网系统。通过对网络拨号功能的程序设计，并充分利用Qt/Embedded系统关于网络资
源的特点，实现无线MODEM经GPRS连接到Internet的无线网络通信，为了使程序设计更加合理，本文将网络
拨号分成两部分，即网络和拨号。经过在嵌入式Linux操作系统上验证测试，本设计既可较好地完成网络拔号功
能，又可方便地应用在PDA等智能嵌入式系统中。 本文分析了拨号上网的PPP协商过程，对网络拔号功能程序
设计进行了深入研究，并在基于ARM9处理器为核心的嵌入式硬件平台上验证实现。
随着网络时代的深入，Internet己成为重要的基础信息设施，越来越多的设备需要接入Internet，对于PDA等一些
本文分析了拨号上网的PPP协商过程，对网络拔号功能程序设计进行了深入研究，并在基于ARM9处理器为核心的嵌入式硬件
平台上验证实现。
1 系统硬件平台的搭建
本文采用基于ARM920T内核的芯片S3C2410X，它是美国ARM公司推出的一款32位嵌入式RISC微处理器。该处理器主要面
向手持式设备以及高性价比、低功耗的应用。
无线通信模块采用GPRS模块。wavecom Q2403A是一款基于GPRS网络传送数据的无线Modem，能够实现语音呼叫、短消
息服务、数据传输等功能。Q2403A对用户提供了多种接口，包括电源接口、液晶显示器接口、SIM卡接口、充电器接口、耳
机接口、麦克风接口，以及用于其他特殊目的的多种外围设备接口。Q2403A通过GPRS发送数据时的下载速度是26．8
Kb/s，上传速度为13．4 Kb/s。基于ARM微处理器的系统硬件结构如图1所示。
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2 网络拨号连接过程
在众多接入网络的方式中，本文以GPRS为例，说明具体网络拨号连接过程。网络拨号接入Internet是使用PPP协议创建连
接，利用GPRS进行数据传输的。其中PPP链路建立过程分为创建阶段、认证阶段和网络协商阶段。
(1)创建PPP链路
链路控制协议LCP(Link Control Protocol)负责创建链路。在这个阶段，将对基本的通信方式进行选择。
(2)用户验证
在这个阶段，客户端会将自己的身份发送给远端的接入服务器。该阶段使用一种安全验证方式避免第三方窃取数据或冒充远程
客户接管与客户端的连接。在认证完成之前，禁止从认证阶段前进到网络层协议阶段。如果认证失败，认证者应该跃迁到链路
终止阶段。
最常用的认证协议有口令验证协议PAP(Password Authentication Protoc01)和取得IP选项和IP地址IPCP(Internet Protocol
Control Protocol)。
(3)调用网络层协议
认证阶段完成后，PPP将调用在链路创建阶段选定的网络控制协议NCP(Network Control Protocol)。选定的NCP解决PPP链路
之上的高层协议问题。例如，在该阶段IP控制协议(IPCP)可以向拨入用户分配动态地址。
这样，经过三个阶段以后，一条完整的PPP链路就建立起来了。
3 网络拨号设计实现
本文选用嵌入式Linux操作系统，因为Linux自带TCP/IP协议，所以该系统省去了TCP/IP协议的移植。当系统上电后，首先启
动Linux系统，建立主任务，进行串口和GPRS模块的初始化，然后通过串口信号线驱动Q2403A串口，通过AT指令集进行一
系列串口参数设置，并附着与GPRS网络，拨号到GGSN，新建PPP任务进行数据链路层和网络层的协商，得到IP地址，完成
上网过程。本文采用Qt作为网络拨号功能程序开发的基础。同时在功能架构设计方面，为了使程序更加合理，将网络拨号分
成两部分，即网络(network.h和network.cpp)和拨号(dailup.cp-p)。它们之间的调用由network．h完成。关系类图如图2所示。
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