本文分析了撥號上網(wǎng)的PPP協(xié)商過程,，對網(wǎng)絡(luò)拔號功能程序設(shè)計進(jìn)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)。

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(shè)備以及高性價比、低功耗的應(yīng)用,。

無線通信模塊采用GPRS模塊,。wavecom Q2403A是一款基于GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的無線Modem，能夠?qū)崿F(xiàn)語音呼叫,、短消息服務(wù),、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋2403A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(jī)接口,、麥克風(fēng)接口，以及用于其他特殊目的的多種外圍設(shè)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,?；贏RM微處理器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)撥號功能設(shè)計與實現(xiàn)[圖]" src="http://files.chinaaet.com/images/20110505/2c5cd5e0-f40d-4869-9539-e11a4c281de6.jpg" />

2 網(wǎng)絡(luò)撥號連接過程

在眾多接入網(wǎng)絡(luò)的方式中,，本文以GPRS為例,，說明具體網(wǎng)絡(luò)撥號連接過程。網(wǎng)絡(luò)撥號接入Internet是使用PPP協(xié)議創(chuàng)建連接,，利用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。其中PPP鏈路建立過程分為創(chuàng)建階段、認(rèn)證階段和網(wǎng)絡(luò)協(xié)商階段,。

(1)創(chuàng)建PPP鏈路

鏈路控制協(xié)議LCP(Link Control Protocol)負(fù)責(zé)創(chuàng)建鏈路,。在這個階段，將對基本的通信方式進(jìn)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(yuǎn)端的接入服務(wù)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(yuǎn)程客戶接管與客戶端的連接,。在認(rèn)證完成之前,，禁止從認(rèn)證階段前進(jìn)到網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議階段。如果認(rèn)證失敗,，認(rèn)證者應(yīng)該躍遷到鏈路終止階段,。

最常用的認(rèn)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(diào)用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

認(rèn)證階段完成后,，PPP將調(diào)用在鏈路創(chuàng)建階段選定的網(wǎng)絡(luò)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(luò)撥號設(shè)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(dāng)系統(tǒng)上電后,，首先啟動Linux系統(tǒng)，建立主任務(wù),，進(jìn)行串口和GPRS模塊的初始化,，然后通過串口信號線驅(qū)動Q2403A串口，通過AT指令集進(jìn)行一系列串口參數(shù)設(shè)置,，并附著與GPRS網(wǎng)絡(luò),，撥號到GGSN，新建PPP任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)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(luò)撥號功能程序開發(fā)的基礎(chǔ),。同時在功能架構(gòu)設(shè)計方面,，為了使程序更加合理，將網(wǎng)絡(luò)撥號分成兩部分,，即網(wǎng)絡(luò)(network.h和network.cpp)和撥號(dailup.cp-p),。它們之間的調(diào)用由network．h完成。關(guān)系類圖如圖2所示,。

(1)network．h頭文件定義了撥號請求結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),。

①請求結(jié)果定義如下：

②狀態(tài)定義如下：

第一：類Network主要成員函數(shù)：

①成員函數(shù)：choices

功能：得到所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)配置,。

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

②成員函數(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(luò)服務(wù)配置文件得到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)名,。

原型：static QString serviceName(const QString＆service)

④成員函數(shù)：serviceType

功能：通過服務(wù)配置文件得到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型。正常為“dialup”,。

原型：static QString serviceType(const QString＆service)

⑤成員函數(shù)：start

功能：開啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。如果網(wǎng)絡(luò)空閑，則開始新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。如果有相同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在運行,，應(yīng)用程序?qū)⑹褂靡汛嬖诘木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

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

⑥成員函數(shù)：stop

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

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)

②成員函數(shù)：examineNetworks

功能：檢查網(wǎng)絡(luò)配置。

原型：void examineNetworks()

③成員函數(shù)：networkOnline

功能：判斷網(wǎng)絡(luò)是否連接,。

原型：bool networkOnline()const

④成員函數(shù)：start

功能：開始網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。

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

⑤成員函數(shù)：stop

功能：停止網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。

原型：void stop()

⑥成員函數(shù)：timeEvent

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

原型：void timerEvent(QTimerEvent*timer)

⑦成員函數(shù)：receive

功能：接收應(yīng)用進(jìn)程發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)信息。

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

(3)dailup．cpp主要是進(jìn)行撥號,，由類PppMon，

Dailup和DialupImpl構(gòu)成,。定義如下：

①類PppMon,。功能：監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；

②類Dialup,。功能：實現(xiàn)一個撥號窗體,； 

③類DialupImpl。功能：撥號實現(xiàn),。

(4)網(wǎng)絡(luò)撥號建立

①應(yīng)用程序發(fā)起上網(wǎng)請求,。

②如果當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空閑，則自動撥號(配置撥號文件,、開啟網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控和發(fā)送AT指令連接),。

③如果網(wǎng)絡(luò)已被占用，則表明其他應(yīng)用程序在使用網(wǎng)絡(luò),。

此時需判斷當(dāng)前上網(wǎng)方式：CSD(按照時長來收費)或GPRS(按照產(chǎn)生的流量來收費),。若為CSD/GPRS方式，且該應(yīng)用程序也是以CSD/GPRS方式上網(wǎng),，則不要建立撥號連接,，可共同使用網(wǎng)絡(luò)；若為CSD/GPRS方式,，而該應(yīng)用程是以GPRS/CSD方式上網(wǎng),，則拒絕上網(wǎng)請求。撥號建立如圖3所示,。

(5)網(wǎng)絡(luò)停止,。網(wǎng)絡(luò)停止分兩種情況：一種情況是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)三分鐘內(nèi)無數(shù)據(jù)傳輸,，則停止應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)的連接。另一種情況,，應(yīng)用程序主動要求與網(wǎng)絡(luò)斷開,，若只有該應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)連接，則斷開網(wǎng)絡(luò),；若還有其他應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)連接,，則結(jié)束該應(yīng)用進(jìn)程。網(wǎng)絡(luò)停止如圖4所示,。

(6)網(wǎng)絡(luò)斷開

①發(fā)送AT命令：AT+CGACT=0,，1，2,，3,；

②殺死網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控進(jìn)程；

③殺死PPP相關(guān)進(jìn)程,。網(wǎng)絡(luò)斷開如圖5所示,。

4 測試結(jié)果

主要是對GPRS模塊進(jìn)行無線接入Internet的功能測試，使用嵌入式Qt作為集成開發(fā)環(huán)境,，界面友好,，易于開發(fā)。圖6為QT設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)撥號界面,。

測試結(jié)果表明,，GPRS模塊可以很快無線接入Internet，可以瀏覽網(wǎng)頁和收發(fā)數(shù)據(jù),。因此,，網(wǎng)絡(luò)撥號功能能正常準(zhǔn)確的工作。

5 結(jié)語

在基于ARM9嵌入式硬件平臺和嵌入式Linux操作系統(tǒng)上,，本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)拔號程序運行良好,，并充分利用Qt/Embedded和Qtopia Phone系統(tǒng)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)資源的特點，較好地實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)撥號的功能,，該設(shè)計可廣泛應(yīng)用在PDA等嵌入式產(chǎn)品中,，實現(xiàn)連接到Internet的無線網(wǎng)絡(luò)通信。