基于嵌入式Linux系统的3G/4G路由器设计

首先需要将usb- modeswitch工具移植至开发板，移植过程如下：

① 下载并解压usb-modeswitch一1.2.5.tar.bz2。

② 进入usb-modeswitch目录，修改Makefile，指定交叉编译器：

CC = arm-none-linux-gnueabi - gcc

$(PROG)：(OBJS)(CC) - o $(PROG)(OBJS)

(CFLAGS)… 。 - I/home/libusb- 0.1.12/instal1/inc1ude

(LIB) … 。 - L/home/libusb- 0.1.12/install/lib

③ make。

将生成的usb_modeswitch二进制执行文件拷人Linux系统中，并修改usb_modeswitch目录下usb_mode- switch.conf配置文件，在该文件末添加该无线上网卡的VID设备号和其usb-storage子设备PID设备号，然后指定其modern子设备号。具体配置信息如下：

Default Vendor = 12D1

Default Product = 1446

Target Vendor = 12D1

Target Product = 1506

CheckSuccess = 20

HuaweiMode = O

通过命令usb_modeswitch - W - c usb_modeswitch.conf对无线上网卡进行USB设备的模式转换，转换成功后无线上网卡即工作在调制解调器模式下，同时可通过命令 ls/dev可以查看到Linux系统生成4个虚拟USB转串口设备，即ttyUSB0，ttyUSB1，ttyUSB2和ttyUSB3，可以通过这几个串口进行PPP拨号，使得3G/4G路由器可以接至TD-SCDMA、WCDMA以及TD-LTE实验网中。

3.2 无线局域网的组建

该无线路由器利用无线网卡在嵌入式Linux系统中组建一个小型的无线局域网，一方面提供给智能终端等设备接入，另一方面将无线局域网接入至3G/4G 网络。其基本流程如图4所示。

图4 无线局域网组建流程图

3.2.1 无线网卡驱动加载

TL-WN821N 型无线网卡采用的WLAN芯片组为Realtek公司的提供的RTI 8192cu芯片，Realtek公司提供了基于Linux系统的该芯片组驱动源码，根据 编译环境及Linux内核对驱动源码进行编译，即可生成该无线USB网卡的驱动。具体步骤如下：

① 下载驱动源码rtl8188c 8192c usb linux - v3.4.4- 4749.2.121105.tar.gz，并解压。

② 进入到驱动源码包中，修改Makefile文件，指定编译环境及Linux内核：

CONFIG_PLATFORM_NEW = y

ifeq($(CONFIG_PLATFORM_NEW )，y)

EXTRA_CFLAGS + = - DCONFIG_LLTTLE_ENDIAN

ARCH ：arm

CROSS_COM PILE ：= arm-none-linux-gnueabi-

KSRC=/home/linux-2.6.32-devkit8500

endif

③ make，生成该无线网卡的驱动8192cu.ko。

然后加载该驱动，再通过命令ifconfig wlan0 up，将无线网卡的网口wlan0挂载至Linux系统中，可通过ifconfig命令查看该网口的基本配置信息。

3.2.2 AP模式转换

将无线网卡驱动加载成功之后，该无线网卡的默认工作模式为工作站模式，即作为客户端搜索周围的无线接人点，以接人到其他的无线局域网中，而 3G/4G路由器需要利用无线网卡的模式转换工具hostapd将该网卡的工作模式由工作站模式切换为AP模式，也称接入点模式，并利用该模式建立一个无线局域网。hostapd在Linux系统中的移植过程如下：

① 下载并解压hostapd_0.8_rtw_20120803.zip。

② 进入主目录，修改Makefile，指定交叉编译器：

CC = arm-none-linux-gnueabi-gcc

③ make。

生成hostapd、hostapd_cli，将这两个二进制文件和rtl_hostapd.conf复制到嵌入式Linux系统中。在 rtl_hostapd.conf配置文件中，可以设置该无线网卡的服务集标识(SSID)、支持的802.11协议版本、工作频率、无线信道以及加密的方式等一系列该无线局域网的配置信息。通过执行命令hostapd rtl_hostapd.conf-B，完成该无线网卡的工作模式的切换。

3.2.3 DHCP配置

在无线网卡的AP模式切换完成之后，需要通过DH-CP协议配置该无线局域网的动态地址池及其网关，该无线局域网会根据DHCP协议从配置的地址池中，自动给接入到该无线局域网的智能终端等设备分配一个IP地址。其DHCP协议的配置文件dhcp.conf具体如下：

start 192.168.0.20

end 192.168.0.254

interface wlan0

opt dns 8.8.4.4

opt subnet 255.255.255.0

opt router 192.168.0.1

opt lease 864000

然后在Linux系统中执行udhcp-fS dhcp.conf，启动DHCP协议。之后该无线网卡会建立一个无线局域网，并给接入到此无线局域网中的智能终端等设备自动分配一3.3 iptables连通

在实现3G/4G 网络的接人和无线局域网的组建之后，该路由器采用Linux系统中的IP信息报过滤系统，即iptables，将3G/4G网络和组建好的无线局域网连通。iptables系统需要Linux系统内核中的网络数据包过滤框架的支持，需要重新配置内核，选中内核中Networking Support → Networking options → Network packet filtering framework，将其框架编译进Linux内核，然后需要对iptables进行移植，其移植过程如下：

① 下载并解压iptablesj.4.3.1.tar.gz。

② 进入主目录，配置编译选项：

。 /configure-prefix=/usr/local/iptables--host = arm-none-linux-gnueabi--with-curnel=/home/SD_tools/linux-2.6.32-devkit85O0

③ make并make install。

将生成的iptahles二进制执行文件复制到Linux系统中，并编写iptables系统的运行脚本文件net-share，该运行脚本文件配置了IP数据包的流向、进入网络的接口等一系列规则，该路由器进入3G/4G 网络的接口为无线上网卡进行拨号后产生的pppO网络接口，其内容如下：

echo“1”》 /pr0c/sys/net/ipv4/ip- forward

iptables-F

iptables-P INPUT ACCEPT

iptables-P OUTPUT ACCEPT

iptables-P FORW ARD ACCEPT

iptables-t nat-A POSTROUTING -o ppp0-j MASQUERADE