Linux主板4G通訊斷線重連的自動管理
在工控主板使用的現(xiàn)場環(huán)境中，可能會有一部分不能夠提供以太網(wǎng)的情形，所以3G和4G網(wǎng)絡以其便捷的使用方式，得到越來越廣泛的應用。但是在使用無線通訊的時候，為了保證通訊的穩(wěn)定性，斷線重連機制是必須在程序中實現(xiàn)的。
為了讓客戶能夠更加便捷的進行開發(fā)，英創(chuàng)公司在Linux主板上實現(xiàn)了自動撥號和斷線重連的管理功能，并以庫文件的形式放在主板文件系統(tǒng)中提供給客戶。通過撥號管理庫提供的API函數(shù)，客戶就能夠方便的實現(xiàn)自動撥號以及斷線重連的功能，下面就詳細介紹針對英創(chuàng)Linux主板的撥號管理庫及導出的API函數(shù)。
英創(chuàng)公司提供的撥號管理庫文件名為libautodial.so，在編譯應用程序的時候，需要鏈接這個庫文件，如果客戶使用光盤資料中提供的eclipse工具進行開發(fā)，在編譯之前需要對工程進行設置，設置方法為選擇對應的工程，通過右鍵菜單進入properties，點擊右側(cè)C/C++ Build子欄目，選擇其中Settings這一項，在C++ Linker子項中添加庫文件和路徑，如下圖：
工程設置
Windows開發(fā)環(huán)境和Ubuntu開發(fā)環(huán)境下面的eclipse設置方法相同。對運行環(huán)境的英創(chuàng)主板，其根文件系統(tǒng)/lib路徑下已經(jīng)做好了相應設置，客戶不需要再做任何操作，直接運行編譯好的程序即可。
撥號管理庫文件libautodial.so一共提供了三個API函數(shù)，分別實現(xiàn)連接，查詢和斷開的功能，函數(shù)接口定義如下：
/** * 啟用撥號管理線程 * * 函數(shù)會創(chuàng)建一個線程用來進行撥號管理 * 實現(xiàn)自動撥號，以及斷線重連 * * 返回值說明： * 0 表示成功開啟撥號管理線程。 * -1 表示在當前環(huán)境無法運行。 * */ int pppconnt_start(); /** * 查詢連接狀態(tài) * * 返回值說明： * 0 表示運行連接正常。 * -1 表示連接斷開。 * -2表示信號太差或者沒有讀取到SIM卡導致連接失敗。 * -3表示連接模塊無響應，建議檢查硬件連接和驅(qū)動是否加載成功。 * */ int pppconnt_check(); /** * 關閉連接 * * 關閉撥號管理功能，并關閉已建立的連接。 * */ void pppconnect_stop();
pppconnt_start()函數(shù)會創(chuàng)建一個線程來對整個撥號的流程實現(xiàn)自動管理，管理線程一開始便會自動判斷接入的模塊型號，根據(jù)模塊型號調(diào)用對應的撥號腳本，然后進行撥號和斷線重連。所以對于客戶來說，只需要調(diào)用一次pppconnt_start()函數(shù)，就會創(chuàng)建出一個實現(xiàn)撥號管理的線程，不需要再執(zhí)行其他任何操作。
pppconnt_check()函數(shù)提供了查詢功能，如果在使用過程中客戶想獲取連接狀態(tài)，可以通過調(diào)用該函數(shù)的返回值來判斷，0為正常連接，-1為連接斷開，-2為信號弱或者無信號，可能是由于沒有接天線或者沒有讀取到SIM卡造成的，-3為模塊無響應，可能是由于沒有識別到外部模塊或者沒有加載驅(qū)動造成的。如果一直無法連接成功，客戶可以根據(jù)查詢的返回值判斷原因，還可以增加硬件復位和重新上電等操作來保證模塊的正常工作。
pppconnt_stop()函數(shù)，這個函數(shù)會關閉撥號管理線程，以及已經(jīng)建立好的連接。在客戶需要關閉撥號連接或是對模塊進行復位等操作時，建議先調(diào)用pppconnt_stop()函數(shù)釋放相關資源。
客戶在主板上電后，需要先加載4G模塊對應的驅(qū)動，因為需要驅(qū)動加載成功后，才能通過虛擬串口使用程序與模塊之間進行交互，加載驅(qū)動可以放在程序或者腳本中進行，驅(qū)動加載的方法可以參考文章：《英創(chuàng)Linux主板基于3G和4G的無線通訊方案》中的說明。驅(qū)動加載成功后，系統(tǒng)會生成對應的虛擬串口，這時就可以調(diào)用撥號管理庫中提供的pppconnt_start()函數(shù)進行撥號連接了。根據(jù)上面的介紹和對API函數(shù)的描述，我們使用以下代碼進行簡單的測試：
int i1;
//先調(diào)用一次pppconnt_stop，關閉連接
pppconnt_stop();
//通過代碼加載驅(qū)動，測試使用華為ME909s，VID=0x12d1，PID=15c1
system("insmod /lib/modules/4.1.15/usbserial.ko vendor=0x12d1 product=0x15c1");
//開啟撥號管理
i1 = pppconnt_start( );
printf("i1 = %d\n", i1);
while(1)
{
i1 = pppconnt_check();
if(!i1) {
printf("connected!\n");
//main processing
//...
sleep(5);
}
else {
//返回值為-，說明連接斷開
if(i1 == -1)
printf("disconnect!\n");
//返回值為-2，說明檢測不到信號，可能是沒有檢測到SIM卡，這里執(zhí)行退出
else if(i1 == -2) {
printf("singal is weak, please check SIM card!\n");
break;
}
//返回值為-3，說明模塊無響應，這里執(zhí)行退出
else if(i1 == -3) {
printf("there is no response, please check hardware!\n");
break;
}
}
sleep(1);
}
//退出循環(huán)，調(diào)用pppconnt_stop，釋放相關資源
pppconnt_stop();
return 0; 例程中對于查詢到的狀態(tài)，我們只是做了簡單的打印，方便觀看效果，在遇到?jīng)]有讀取到SIM卡和模塊無響應的情況下就退出，在實際使用中可以加入硬件復位和重新上電等操作。應用處理由sleep函數(shù)代表，可更換為其他處理代碼。例程測試效果如下：
建立連接
可以看到系統(tǒng)通過程序加載驅(qū)動后，生成了相應的虛擬串口，然后啟用了撥號管理功能，start_connect()函數(shù)讀出模塊為ME909s，根據(jù)模塊型號調(diào)用了對應的撥號腳本，連接成功后，檢測線程打印出connected，說明連接已經(jīng)成功。為了測試效果我們通過終端關閉撥號連接，模擬斷線的情況，來測試是否能夠?qū)崿F(xiàn)自動重連：
斷開模塊
從打印信息可以看到，在我們通過終端關閉撥號連接后，檢測程序打印的信息提示disconnect，說明此時撥號連接已經(jīng)斷開。pppconnt_check()函數(shù)檢測到連接斷開但是硬件正常，于是返回-1，根據(jù)測試代碼，就會打印disconnect信息。接下來我們查看撥號管理線程是否會自動重連，打印信息如下：
重連過程
根據(jù)打印信息可以看出，在斷開連接以后，10s左右的時間便重新連接上了，重新連接的過程是在撥號管理線程內(nèi)部進行的，當檢測程序提示了connected，就說明重連成功。
成功連接后，會生成ppp0網(wǎng)口，可以使用ifconfig命令查看，如果要使用ppp0網(wǎng)絡，采用linux標準的網(wǎng)絡編程就可以了，即創(chuàng)建套接字綁定ppp0，然后進行需要的設置和操作，關于這部分的說明，可以參考我們提供的編程應用手冊以及例程step3_tcpserver、step4_tcpclient。
如果客戶對撥號管理的功能感興趣，可以和英創(chuàng)工程師聯(lián)系，索取相關例程代碼。