?????? 隨著網(wǎng)絡時代的深入，Internet己成為重要的基礎信息設施，越來越多的設備需要接入Internet，對于PDA等一些嵌入式智能系統(tǒng)，實現(xiàn)無線通信是十分必要的。撥號上網(wǎng)方式是家用電器利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化的途徑之一，目前在接入網(wǎng)絡的眾多方式中，比較經(jīng)濟實用的方式是通過撥號連接ISP的接入模式。這種模式下使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議主要是PPP。

　　本文分析了撥號上網(wǎng)的PPP協(xié)商過程，對網(wǎng)絡拔號功能程序設計進行了深入研究，并在基于ARM9處理器為核心的嵌入式硬件平臺上驗證實現(xiàn)。以先進的精簡指令(RISC)的ARM9 S3C2410X微處理器為核心，通用無線分組業(yè)務(GPRS)和全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)模塊等組成無線上網(wǎng)系統(tǒng)。通過對網(wǎng)絡撥號功能的程序設計，并充分利用Qt/Embedded系統(tǒng)關于網(wǎng)絡資源的特點，實現(xiàn)無線MODEM經(jīng)GPRS連接到Internet的無線網(wǎng)絡通信，為了使程序設計更加合理，本文將網(wǎng)絡撥號分成兩部分，即網(wǎng)絡和撥號。經(jīng)過在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上驗證測試，本設計既可較好地完成網(wǎng)絡拔號功能，又可方便地應用在PDA等智能嵌入式系統(tǒng)中。

　　1 系統(tǒng)硬件平臺的搭建

　　本文采用基于ARM920T內(nèi)核的芯片S3C2410X，它是美國ARM公司推出的一款32位嵌入式RISC微處理器。該處理器主要面向手持式設備以及高性價比、低功耗的應用。

　　無線通信模塊采用GPRS模塊。wavecom Q2403A是一款基于GPRS網(wǎng)絡傳送數(shù)據(jù)的無線Modem，能夠實現(xiàn)語音呼叫、短消息服務、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。Q2403A對用戶提供了多種接口，包括電源接口、液晶顯示器接口、SIM卡接口、充電器接口、耳機接口、麥克風接口，以及用于其他特殊目的的多種外圍設備接口。Q2403A通過GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)時的下載速度是26.8 Kb/s，上傳速度為13.4 Kb/s。基于ARM微處理器的系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。

　　2 網(wǎng)絡撥號連接過程

　　在眾多接入網(wǎng)絡的方式中，本文以GPRS為例，說明具體網(wǎng)絡撥號連接過程。網(wǎng)絡撥號接入Internet是使用PPP協(xié)議創(chuàng)建連接，利用GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹Ｆ渲蠵PP鏈路建立過程分為創(chuàng)建階段、認證階段和網(wǎng)絡協(xié)商階段。

　　(1)創(chuàng)建PPP鏈路

　　鏈路控制協(xié)議LCP(Link Control Protocol)負責創(chuàng)建鏈路。在這個階段，將對基本的通信方式進行選擇。

　　(2)用戶驗證

　　在這個階段，客戶端會將自己的身份發(fā)送給遠端的接入服務器。該階段使用一種安全驗證方式避免第三方竊取數(shù)據(jù)或冒充遠程客戶接管與客戶端的連接。在認證完成之前，禁止從認證階段前進到網(wǎng)絡層協(xié)議階段。如果認證失敗，認證者應該躍遷到鏈路終止階段。

　　最常用的認證協(xié)議有口令驗證協(xié)議PAP(Password Authentication Protoc01)和取得IP選項和IP地址IPCP(Internet Protocol Control Protocol)。

　　(3)調用網(wǎng)絡層協(xié)議

　　認證階段完成后，PPP將調用在鏈路創(chuàng)建階段選定的網(wǎng)絡控制協(xié)議NCP(Network Control Protocol)。選定的NCP解決PPP鏈路之上的高層協(xié)議問題。例如，在該階段IP控制協(xié)議(IPCP)可以向撥入用戶分配動態(tài)地址。

　　這樣，經(jīng)過三個階段以后，一條完整的PPP鏈路就建立起來了。

　　3 網(wǎng)絡撥號設計實現(xiàn)

　　本文選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，因為Linux自帶TCP/IP協(xié)議，所以該系統(tǒng)省去了TCP/IP協(xié)議的移植。當系統(tǒng)上電后，首先啟動Linux系統(tǒng)，建立主任務，進行串口和GPRS模塊的初始化，然后通過串口信號線驅動Q2403A串口，通過AT指令集進行一系列串口參數(shù)設置，并附著與GPRS網(wǎng)絡，撥號到GGSN，新建PPP任務進行數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層的協(xié)商，得到IP地址，完成上網(wǎng)過程。本文采用Qt作為網(wǎng)絡撥號功能程序開發(fā)的基礎。同時在功能架構設計方面，為了使程序更加合理，將網(wǎng)絡撥號分成兩部分，即網(wǎng)絡(network.h和network.cpp)和撥號(dailup.cp-p)。它們之間的調用由network.h完成。關系類圖如圖2所示。

　　(1)network.h頭文件定義了撥號請求結果和網(wǎng)絡狀態(tài)。

　?、僬埱蠼Y果定義如下：

　　②狀態(tài)定義如下：

　　(2)network.cpp由類NetworkServer和Network組成，說明如下：

　　第一：類Network主要成員函數(shù)：

　?、俪蓡T函數(shù)：choices

　　功能：得到所有網(wǎng)絡服務配置。

　　原型：static QStringList choices(QListBox*=0，const QString&dir=QString：：null)

　?、诔蓡T函數(shù)：createServer

　　功能：創(chuàng)建NetworkServer實例，為qpe使用。

　　原型：static void createServer(QObject*parent)

　　③成員函數(shù)：serviceName

　　功能：通過網(wǎng)絡服務配置文件得到網(wǎng)絡服務名。

　　原型：static QString serviceName(const QString&service)

　?、艹蓡T函數(shù)：serviceType

　　功能：通過服務配置文件得到網(wǎng)絡服務類型。正常為“dialup”。

　　原型：static QString serviceType(const QString&service)

　?、莩蓡T函數(shù)：start

　　功能：開啟網(wǎng)絡服務。如果網(wǎng)絡空閑，則開始新的網(wǎng)絡服務。如果有相同網(wǎng)絡服務在運行，應用程序將使用已存在的網(wǎng)絡服務。

　　原型：Static void start(const Quuid&uuid，const QString&service=QString：：null，const QString&password=QString：：null)

　?、蕹蓡T函數(shù)：stop

　功能：停止網(wǎng)絡服務。如果有其他應用程序使用該網(wǎng)絡服務，網(wǎng)絡服務將不會斷開，僅僅終止該應用程序。否則停止網(wǎng)絡服務。

　　原型：static void stop(const QUuid&uuid)

　　第二：類NetworkServe主要成員函數(shù)：

　　①成員函數(shù)：emitFailed

　　功能：發(fā)送失敗信息。

　　原型：void emitFailed(QUuid&uuid，intstatus)

　?、诔蓡T函數(shù)：examineNetworks

　　功能：檢查網(wǎng)絡配置。

　　原型：void examineNetworks()

　?、鄢蓡T函數(shù)：networkOnline

　　功能：判斷網(wǎng)絡是否連接。

　　原型：bool networkOnline()const

　?、艹蓡T函數(shù)：start

　　功能：開始網(wǎng)絡服務。

　　原型：void start(QUuid&uuid，const QString&file，const QString&password)

　?、莩蓡T函數(shù)：stop

　　功能：停止網(wǎng)絡服務。

　　原型：void stop()

　?、蕹蓡T函數(shù)：timeEvent

　　功能：若網(wǎng)絡連接，開啟定時器進行監(jiān)控;否則網(wǎng)絡斷開，終止定時器，并發(fā)送網(wǎng)絡斷開消息。

　　原型：void timerEvent(QTimerEvent*timer)

　　⑦成員函數(shù)：receive

　　功能：接收應用進程發(fā)送的網(wǎng)絡信息。

　　原型：void NetworkServer：：receive(const QCString&msg，const QByteArray&data)

　　(3)dailup.cpp主要是進行撥號，由類PppMon，

　　Dailup和DialupImpl構成。定義如下：

　?、兕怭ppMon。功能：監(jiān)視網(wǎng)絡狀態(tài);

　?、陬怐ialup。功能：實現(xiàn)一個撥號窗體;

　　③類DialupImpl。功能：撥號實現(xiàn)。