ARM40-A5应用——GPRS模块ppp拨号上网
2018.6.17
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ARM40部署提要：
（1）根据3.1节、3.2节、3.3节方法一，建立各个文件；
（2）串口/dev/ttyS5连接GPRS-ppp模块；
（3）source /etc/profile 或直接重启ARM40;
（4）按4.2节第4步测试。
（5）按5节第5步配置网关。
一、GPRS模块简介
RIT-GPRS-22BP型GPRS模块（以下简称GPRS模块），是一款工业级的四频段GSM/GPRS无线模块。具有2路RS232串口，实现串口数据与GPRS网络双向透明传输，设置简单，传输稳定。 也可工作于ppp模式，实现ARM40-A5的拨号上网。
供电电压5~24VDC，功耗低，工作温度-35°~80°，具有50mm X 32mm X 20mm的超小尺寸，贴片式SIM卡或内嵌式Micro SIM卡，适合各种工业场合应用。
GPRS模块内部采用Quectel公司的M26，更多GPRS详细数据可参考M26的手册。
二、AT指令测试
（1）将ARM40的串口（例如/dev/ttyS5）与GPRS模块的TX/RX串口连接；
（2）查看串口当前的参数，包括波特率、数据位等；
stty -F /dev/ttyS5 -a
（3）设置串口波特率为115200，8位数据模式；
stty -F /dev/ttyS5 ispeed 115200 ospeed 115200 cs8
（4）设置串口为接收模式；
cat /dev/ttyS5 &
（5）AT指令测试（仅示例3条，更多AT指令见《Quectel_M26_AT命令手册_V1.1.pdf》）：
发：echo -e "ATHZ\r" > /dev/ttyS5 //发ATHZ指令，复位GPRS模块
收：OK //约8s后复位完成，收到回复OK
发：echo -e "AT\r" > /dev/ttyS5 //发AT指令
收：OK //收到回复OK
发：echo -e "AT+IPR=115200; &W\r" > /dev/ttyS5 //设置M26的波特率固定为115200
收：OK // 收到回复OK（6）测试完毕后，需 fg 后 Ctrl+C，释放 /dev/ttyS5，否则后续的测试可能无法使用 /dev/ttyS5。
三、pppd 拨号上网需要的文件
3.1、脚本文件
Linux下用 pppd 拨号上网需要一些脚本文件，罗列如下。这些文件的权限应为755.
/etc/ppp/peers/M26-gprs
/etc/ppp/peers/M26-chat-connect
/etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect
/etc/ppp/ip-up
/etc/ppp/ppp-off这些文件的内容见附录。
在断网重连文件 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh 中会调用到 /etc/ppp/peers/M26-gprs 文件。
在脚本 /etc/ppp/peers/M26-gprs 中会调用 /etc/ppp/peers/M26-chat-connect 文件和 /etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect 文件，在执行时会调用到 /etc/ppp/ip-up 文件 。
若要关闭pppd进程，需执行 killall pppd，或执行 /etc/ppp/ppp-off 。
3.2、断网重连文件
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh #权限应为755，文件内容见附录
chmod 755 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh
3.3、上电自启动文件
方法一：修改 /etc/inittab 和 /etc/profile 文件；推荐使用方法一。
方法一会在控制台打印pppd的log，方法二不打印。
logintty=$(tty|grep -c "console")
if [ $logintty -eq 1 ]; then # ssh,telnet can't get into this line
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh &
fi修改 /etc/inittab中的
console::respawn:/sbin/getty -L console 0 vt100 # ENERIC_SERIAL
#console::respawn:-/bin/sh
为：
#console::respawn:/sbin/getty -L console 0 vt100 # GENERIC_SERIAL
console::respawn:-/bin/sh
方法二：修改 /etc/init.d/rcS 文件。
在 /etc/init.d/rcS 文件的最后添加：
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh &
四、测试
4.1、pppd拨号上网
建立 M26-gprs、M26-chat-connect、M26-chat-disconnect、ip-up 这4个脚本文件后，即可开始测试：
（1）若第二步中的 cat /dev/ttyS5 & 仍在运行，则需要 fg 后 Ctrl+C，释放 /dev/ttyS5。
在 M26-gprs 中配置的 /dev/ttyS5 115200，表示pppd会使用/dev/ttyS5，并且波特率为115200；若使用了其它串口，则需要修改 M26-gprs 中的 /dev/ttyS5 为相应的串口。
（2）pppd call M26-gprs & // 打印信息较长，见附录的 nohup.out 文件
（3）如果运行没什么问题，ifconfig 可以看到ppp0了。
（4）ping -I ppp0 8.8.8.8 或 ping -I ppp0 223.5.5.5 // ping一下试试
（5）killall pppd，或执行 /etc/ppp/ppp-off 。 // 关闭 pppd
4.2、断线后自动重连
移动通信公司会每隔一段时间（例如3个小时）即重新分配IP，这会导致GPRS模块断线，因此需要断线重连功能。
文件 pon-M26-auto.sh 的作用是GPRS断线后自动重连，测试如下：
（6）killall pppd，或执行 /etc/ppp/ppp-off 关闭 pppd。
（7）/etc/ppp/pon-M26-auto.sh & //参考《Linux 技巧：让进程在后台可靠运行的几种方法》
等待约20s后：
（8）ping -I ppp0 8.8.8.8 或 ping -I ppp0 223.5.5.5 // ping一下试试
killall pppd，或执行 /etc/ppp/ppp-off 关闭 pppd，模拟断线。等待约40s后，ps观察pppd是否又运行了，测试看 ping 是否又可以了：
（9）ping -I ppp0 8.8.8.8 或 ping -I ppp0 223.5.5.5 // ping一下试试
4.3、上电自启动
有如下两种方法，推荐使用方法一。
方法一会在控制台打印pppd的log，方法二不打印。
方法一和方法二的测试：
重新上电后，ps 观察pon-M26-auto.sh和pppd是否上电自启动。
可能需要等候约30s待M26处于工作状态后，再ping。
（10）ping -I ppp0 8.8.8.8 或 ping -I ppp0 223.5.5.5 // ping一下试试
4.4、更长时间的断线自动重连测试
在更长时间的断线自动重连测试中，可以把 log 信息存放在 /var/log/gprs.out 文件中，空闲的时候去查看log信息即可。
① 对应4.3中的方法一：
将 /etc/profile 中的 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh & 修改为：
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh >/var/log/gprs.out &
② 对应4.3中的方法二：
将 /etc/init.d/rcS 文件中的 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh & 修改为：
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh >/var/log/gprs.out &
随着时间的延续，gprs.out 文件会不断的增大，因此在最终版本中，不应这样做。
静置72小时，或更长的时间，通过 gprs.out 文件获知断线后自动重连的信息。
4.5、log信息
若调试全部完成后，不便存储 gprs.out信息，也不希望在控制台看到log信息。
① 对应4.3中的方法一：
将 /etc/profile 中的 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh & 修改为：
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh >/dev/null &
② 对应4.3中的方法二：
将 /etc/init.d/rcS 中的 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh & 修改为：
/etc/ppp/pon-M26-auto.sh >/dev/null &
五、常见问题
（1）硬件
串口连线不正确：
第二步的AT指令测试，即可获知串口连线是否正确。
电源功率不够：
M26在发射信号时刻，峰值电流较高；使用12V2A的电源，电源功率是足够的。
天线不良：
可通过AT+CSQ获知天线信号是否不良； pppd call M26-gprs & ，在控制器可以看到 AT+CSQ的信息。
未装SIM卡或SIM卡欠费：
可通过AT+CPIN获知SIM的信息。
（2）脚本文件
脚本文件存放位置不对：
存放位置需严格与本文相同。
脚本文件的权限不对：
需 chmod 755 脚本文件，修改脚本文件的权限为755。
在复制粘贴的过程中脚本文件字符格式有变：
例如分号”;”经过复制粘贴，可能变成问号”?”；或者英文字符变成了中文字符；此类错误需在调试过程中，根据报错提示进行修正。
使用的串口并非/dev/ttyS5：
需要根据实际情况修改脚本中的串口。
修改inittab、profile、rcS后，立即重新上电：
Linux中修改文件后不会立即保存，需要sync 或者使用reboot 重启。
（3）DNS配置
ip-up中会配置DNS，如果使用自定义的DNS，可修改如下两句：
echo nameserver 223.5.5.5 > /etc/resolv.conf
echo nameserver 223.6.6.6 >> /etc/resolv.conf
例如修改为阿里云DNS：
#echo nameserver $DNS1 > /etc/resolv.conf
#echo nameserver $DNS2 >> /etc/resolv.conf
echo nameserver 223.5.5.5 > /etc/resolv.conf
echo nameserver 223.6.6.6 >> /etc/resolv.conf
（4）诊断信息
如果在前台运行 pppd，诊断信息输出将显示在屏幕上。如果在后台运行 pppd，诊断信息输出将发送到 /etc/ppp/connect-errors。
在嵌入式设备中，向flash写log信息，往往有风险，所以在/etc/ppp/pon-EC20-auto.sh 中增加 ln -s /dev/console /etc/ppp/connect-errors，从而将诊断信息转到控制台显示。
参考pppd源码的 #define _PATH_CONNERRS _ROOT_PATH “/etc/ppp/connect-errors”.
（5）网关
若曾经使用eth0、eth1连过网络，则可能设置过网关，例如：
ifconfig eth0 192.168.1.5
route add default gw 192.168.1.1
再使用ppp0联网时，因之前设置的网关仍旧存在，此时ping 服务器 ping 47.98.140.167 ，可能会报如下错误：
PING 47.98.140.167 (47.98.140.167): 56 data bytes
ping: sendto: Network is unreachable
需再将ppp0设置为默认路由：
route add default dev ppp0
再试：
# ping 47.98.140.167
PING 47.98.140.167 (47.98.140.167): 56 data bytes
64 bytes from 47.98.140.167: seq=0 ttl=52 time=978.932 ms
64 bytes from 47.98.140.167: seq=1 ttl=52 time=571.387 ms
^C
— 47.98.140.167 ping statistics —
3 packets transmitted, 2 packets received, 33% packet loss
round-trip min/avg/max = 571.387/775.159/978.932 ms
或者：
① 在/etc/init.d/rcS中增加：
route del -net default
route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.0.1 eth0
#route add -net 192.168.6.0/24 gw 192.168.6.1 eth1
route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.254.254 ppp0重启ARM40，，eth0和ppp0可连接外网，eth1可以用于调试。
参考文章：
《Quectel_M26_硬件设计手册_V1.1》
《Quectel_M26_AT命令手册_V1.1.pdf》
《Linux 下 ppp 拨号.pdf》
The Linux GPRS HOWTO
https://ernstagn.home.xs4all.nl/GPRS-HOWTO/GPRS-HOWTO.html#toc8
3G and GPRS modems with pppd
https://wiki.archlinux.org/index.php/3G_and_GPRS_modems_with_pppd
Linux PPP HOWTO
http://www.tldp.org/HOWTO/PPP-HOWTO/
《在 Oracle® Solaris 11.3 中管理使用 UUCP和 PPP 的串行网络》 第 5 部分 串行网络主题
https://docs.oracle.com/cd/E19253-01/819-7059/modemtm-1/index.html
《linux系统管理技术手册》 第二版，第12章
Linux 技巧：让进程在后台可靠运行的几种方法
荟聚计划：共商 共建 共享 Grant
附：
（1）脚本 /etc/ppp/peers/M26-gprs
# /etc/ppp/peers/M26-gprs
# Usage:root> pppd call M26-gprs &
#Modem path, like /dev/ttyUSB3,/dev/ttyACM0, depend on your module, default path is /dev/ttyUSB3
/dev/ttyS5 115200
#Insert the username and password for authentication, default user and password are test
user "test" password "test"
# The chat script, customize your APN in this file
connect 'chat -s -v -f /etc/ppp/peers/M26-chat-connect'
# The close script
disconnect 'chat -s -v -f /etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect'
# Hide password in debug messages
hide-password
# The phone is not required to authenticate
noauth
# Debug info from pppd
debug
# If you want to use the HSDPA link as your gateway
defaultroute
# pppd must not propose any IP address to the peer
noipdefault
# No ppp compression
novj
novjccomp
noccp
ipcp-accept-local
ipcp-accept-remote
local
persist
#lcp-echo-failure 20
#lcp-echo-interval 300
# For sanity, keep a lock on the serial line
lock
#modem
dump
nodetach
# Hardware flow control
nocrtscts
remotename M26ppp
ipparam M26ppp
ipcp-max-failure 30
# Ask the peer for up to 2 DNS server addresses
usepeerdns（2）脚本 /etc/ppp/peers/M26-chat-connect
# /etc/ppp/peers/M26-chat-connect
ABORT "BUSY"
ABORT "NO CARRIER"
ABORT "NO DIALTONE"
ABORT "ERROR"
ABORT "NO ANSWER"
TIMEOUT 60
"" AT~~~
OK AT+IPR=115200
OK ATE0
OK ATI;+CSQ;+CPIN?;+COPS?;+CGREG?
# Insert the APN provided by your network operator, default apn is cmnet
OK AT+CGDCONT=1,"IP","cmnet"
OK ATD*99#
CONNECT（3）脚本 /etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect
# /etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect
ABORT "ERROR"
ABORT "NO DIALTONE"
SAY "\nSending break to the modem\n"
"" +++
"" +++
"" +++
SAY "\nGoodbay\n"（4）脚本 /etc/ppp/ip-up
if [ -f /etc/ppp/resolv.conf ]; then
cp /etc/ppp/resolv.conf /etc/resolv.conf
elif [ -f /var/run/ppp/resolv.conf ]; then
cp /var/run/ppp/resolv.conf /etc/resolv.conf
else
# echo nameserver $DNS1 > /etc/resolv.conf
# echo nameserver $DNS2 >> /etc/resolv.conf
echo nameserver 223.5.5.5 > /etc/resolv.conf
echo nameserver 223.6.6.6 >> /etc/resolv.conf
fi（5）脚本 /etc/ppp/ppp-off
#!/bin/sh
######################################################################
#
# Determine the device to be terminated.
#
if [ "$1" = "" ]; then
DEVICE=ppp0
else
DEVICE=$1
fi
######################################################################
#
# If the ppp0 pid file is present then the program is running. Stop it.
if [ -r /var/run/$DEVICE.pid ]; then
kill -INT `cat /var/run/$DEVICE.pid`
#
# If the kill did not work then there is no process running for this
# pid. It may also mean that the lock file will be left. You may wish
# to delete the lock file at the same time.
if [ ! "$?" = "0" ]; then
rm -f /var/run/$DEVICE.pid
echo "ERROR: Removed stale pid file"
exit 1
fi
#
# Success. Let pppd clean up its own junk.
echo "PPP link to $DEVICE terminated."
exit 0
fi
#
# The ppp process is not running for ppp0
echo "ERROR: PPP link is not active on $DEVICE"
exit 1（6）脚本 /etc/ppp/pon-M26-auto.sh
#!/bin/sh
dns1="223.5.5.5" #aliyun dns
dns2="223.6.6.6" #aliyun dns
if [ ! -e /etc/ppp/connect-errors ]; then
ln -s /dev/console /etc/ppp/connect-errors
fi
while true
do
procnum=`ps -ef|grep "pppd"|grep -v grep|wc -l`
if [ $procnum -eq 0 ]; then
pppd call M26-gprs &
fi
sleep 60
ping -s 1 -c 1 -w 50 -I ppp0 $dns1 >/dev/null #ping dns1,1 byte,1 count,timeout is 50s
if [ "$?" != "0" ]; then #ping request timed out
ping -s 1 -c 2 -w 50 -I ppp0 $dns2 #ping dns2,1 byte,2 count,timeout is 50s
if [ "$?" != "0" ]; then #ping request timed out
killall pppd #kill pppd
fi
fi
done （7）nohup.out 文件
nohup pppd call M26-gprs 2>&1 & 的打印信息存入 nohup.out 文件。
pppd options in effect:
debug # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
nodetach # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
persist # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
dump # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
noauth # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
user test # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
password ?????? # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
remotename M26ppp # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
/dev/ttyS5 # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
115200 # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
lock # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
connect chat -s -v -f /etc/ppp/peers/M26-chat-connect # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
disconnect chat -s -v -f /etc/ppp/peers/M26-chat-disconnect # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
nocrtscts # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
local # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
hide-password # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
novj # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
novjccomp # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
ipcp-accept-local # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
ipcp-accept-remote # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
ipparam M26ppp # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
noipdefault # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
ipcp-max-failure 30 # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
defaultroute # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
usepeerdns # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
noccp # (from /etc/ppp/peers/M26-gprs)
abort on (BUSY)
abort on (NO CARRIER)
abort on (NO DIALTONE)
abort on (ERROR)
abort on (NO ANSWER)
timeout set to 30 seconds
send (ATHZ^M)
expect (OK)
^@^M
OK
-- got it
send (AT+IPR=115200^M)
expect (OK)
^M
^M
OK
-- got it
send (ATE0^M)
expect (OK)
^M
^M
OK
-- got it
send (ATI;+CSQ;+CPIN?;+COPS?;+CGREG?^M)
expect (OK)
^M
^M
Quectel_Ltd^M
Quectel_M26^M
Revision: M26FBR03A03-TTS^M
^M
+CSQ: 22,0^M
^M
+CPIN: READY^M
^M
+COPS: 0^M
^M
+CGREG: 0,2^M
^M
OK
-- got it
send (AT+CGDCONT=1,"IP","cmnet"^M)
expect (OK)
^M
^M
OK
-- got it
send (ATD*99#^M)
expect (CONNECT)
^M
^M
CONNECT
-- got it
Script chat -s -v -f /etc/ppp/peers/M26-chat-connect finished (pid 2857), status = 0x0
Serial connection established.
using channel 51
Using interface ppp0
Connect: ppp0 <--> /dev/ttyS5
sent [LCP ConfReq id=0x1 <asyncmap 0x0> <magic 0xe0e51e23> <pcomp> <accomp>]
rcvd [LCP ConfReq id=0x1 <asyncmap 0xa0000> <auth pap> <pcomp> <accomp>]
sent [LCP ConfAck id=0x1 <asyncmap 0xa0000> <auth pap> <pcomp> <accomp>]
rcvd [LCP ConfNak id=0x1 <asyncmap 0xa0000>]
sent [LCP ConfReq id=0x2 <asyncmap 0xa0000> <magic 0xe0e51e23> <pcomp> <accomp>]
rcvd [LCP ConfAck id=0x2 <asyncmap 0xa0000> <magic 0xe0e51e23> <pcomp> <accomp>]
sent [PAP AuthReq id=0x1 user="test" password=<hidden>]
rcvd [PAP AuthAck id=0x1 ""]
PAP authentication succeeded
sent [IPCP ConfReq id=0x1 <addr 0.0.0.0> <ms-dns1 0.0.0.0> <ms-dns2 0.0.0.0>]
rcvd [IPCP ConfReq id=0x1 <addr 192.168.254.254>]
sent [IPCP ConfAck id=0x1 <addr 192.168.254.254>]
rcvd [IPCP ConfNak id=0x1 <addr 10.68.62.121> <ms-dns1 112.65.184.255> <ms-dns2 210.22.84.3>]
sent [IPCP ConfReq id=0x2 <addr 10.68.62.121> <ms-dns1 112.65.184.255> <ms-dns2 210.22.84.3>]
rcvd [IPCP ConfAck id=0x2 <addr 10.68.62.121> <ms-dns1 112.65.184.255> <ms-dns2 210.22.84.3>]
not replacing existing default route via 192.168.1.1
local IP address 10.68.62.121
remote IP address 192.168.254.254
primary DNS address 112.65.184.255
secondary DNS address 210.22.84.3
Script /etc/ppp/ip-up started (pid 2862)
Script /etc/ppp/ip-up finished (pid 2862), status = 0x0