本帖最后由 lin704932121 于 2018-5-4 23:34 编辑

    大概去年这时候，21ic发了一波STM32F469I-Discovery板子。我很高兴能拿到这拿到这块板子，并写了两篇试用帖子【STM32F469I试用】Linux下USB无线网卡驱动的移植和【STM32F469I试用】USB摄像头的采集与显示。最近，有坛友问我是否有相应的3G网卡驱动，我趁这个假期把之前移植好的代码整理了一下，分享给大家。这个3G网卡驱动大概消耗十几KB的内存。
一、USB 3G网卡拨号流程
    USB 3G网卡和PC一般是通过modem（也可以说是虚拟串口）来进行通信的。3G网卡插入后，首先要用AT指令拨打指定运营商号码，再通过PPP认证协议获取到自身的IP地址。然而现在厂商为了方便用户安装驱动程序，3G网卡一上电是一个存储类，用户通过它可以安装.exe文件的驱动程序。驱动程序安装完成后，3G网卡再次上电，驱动程序会向3G网卡发送一串特定指令。3G 网卡收到特定指令后，会使USB的D+和D-引脚浮空，造成USB断开。接着PC会再一次枚举3G网卡，此时3G网卡就会成为modem（虚拟串口）类。由于每个厂商甚至每种型号的3G网卡的特定指令都不一样，因此如果厂商没有提供Linux下的驱动话，在Linux下进行拨号上网就便的很困难。还好，有人抓取了windows下的驱动程序和3G网卡之间的USB通信协议包，获取到了这些特定指令，详情可见usb_modeswitch这个开源项目。
    下图是将usb_modeswitch移植到STM32F4后的拨号流程图，3G网卡插入后，首先判断modem驱动是否支持该型号网卡，如果支持就直接使用AT指令进行拨号，然后再进行ppp认证。如果不支持再判断usb_modeswitch是否可以转换网卡的模式。


二、联通USB 3G网卡的使用
    我手上有个联通华为E261型号的3G网卡，就用它来做测试吧。
    1.运行 EvalBoardsSTSTM32469I-DiscoveryuCOS-IIIKeilMDKuCOS-III.uvproj  ,编译并直接烧写程序。工程环境用的是MDK 4.7。
    2.程序烧写完成后会同时在USART3和LCD上输出信息。USART3 连接到了板子上的STLINK，PC机上直接打开这个虚拟串口就可以使用它了。
    2.用一根OTG线连接板子上USB FS端口，并插入3G网卡。   
    3.如下图，串口终端中输入ping命令测试网络连通性。

测试实物i图
     
    UDP上行带宽测试
    工程里包含有iperf带宽测试程序。如下图，在串口终端中输入：
     iperf -c 120.25.217.198 -u -b 4Mbits -t 18 -i 1
    其中，120.25.217.198是我的一个云服务器ip地址，-u代表udp测试，-b 4Mbits代表测试带宽4Mbits/s，-t 18代表测试时间18秒，-i 1代表每秒钟报告一次测试结果。
    E261 UDP带宽测试
    可以看到，服务器报告的测试带宽为1.58Mbits，丢包率0.044%。

    TCP上行测试
    如下图，在串口终端中输入：
     iperf -c 120.25.217.198 -t 18 -i 1

E261 TCP测试1
      可以看到，TCP测试带宽仅为250Kbits/s，远远不如UDP测试的速率。这其中一方面是因为3g网卡和服务器的传输延迟大，另一方面是lwip配置的发送缓冲区不够大。将lwipopts.h中TCP_SND_BUF修改为(8*TCP_MSS)，重新编译。

1. /* TCP sender buffer space (bytes). */
   
2. #define TCP_SND_BUF             (4*TCP_MSS)

复制代码-->

1. /* TCP sender buffer space (bytes). */
   
2. #define TCP_SND_BUF             (8*TCP_MSS)

复制代码   如下图，重新进行TCP上行测试，可以看到TCP测试带宽提高到了550Kbits/s。然而提高发送缓冲区也意味着消耗更多内存，终端中输入stats命令，可以看到内存堆的最高消耗由15KB提高到了21KB。
MEM HEAP
        avail: 24576
        used: 1532
        max: 15920
        err: 0
-->
MEM HEAP
        avail: 24576
        used: 1532
        max: 21836
        err: 0
E261 TCP测试2

三、其它运营商3G网卡使用
    usb_modeswitch只是转换3G网卡模式，并不识别3g网卡的运营商。代码中默认是中国联通的拨号脚本，如果想使用中国移动或中国电信3g上网卡，需要在modem.c文件modem_probe()函数中，取消注释相应运营商的拨号函数。

1.     for(i=0;i<4;i++)
   
2.     {
   
3.         msleep(3000+2000*i);
   
4.         if((ret = modem_dial_china_unicom(modem)) == 0) break;           //中国联通拨号脚本函数
   
5. //        if((ret = modem_dial_china_telecom(modem)) == 0) break;        //中国电信拨号脚本函数
   
6. //        if((ret = modem_dial_china_mobile(modem)) == 0) break;         //中国移动拨号脚本函数
   
7.     }

复制代码当然，也可以尝试使用AT+COPS?指令来识别出3g网卡当前所使用的运营商，再使用不同的拨号脚本。

手里还有另一块华为MU509联通制式模块，顺便也附上它的UDP带宽测试结果图吧。测试结果的带宽并不高，只有380Kbits/s左右。


USB-3G-Modem-for-STM32F4xx.rar (4.08 MB, 下载次数: 233) 2017-1-24 16:28 上传 点击文件名下载附件

2017/2/19追记：
我重新运行了板子上的代码。插上华为E261型号3G网卡后，AT指令拨号总是失败。然而我假期在家里测试是可以的，来到北京就不行了？
我试着在PC上使用USBPcap抓取3G网卡通讯协议包，发现PC对3G网卡发送有一条特殊AT指令AT&FE0V1X1&D2&C1S0=0。将该指令添加到拨号脚本的函数里，3G网卡可以正常拨号。暂时还不明白这条指令是什么意思。
在modem.c文件modem_dial_china_unicom()函数里，添加AT&FE0V1X1&D2&C1S0=0指令。

1.      struct modem_chat chat[] =
   
2.      {
   
3.         {"AT ","OK"},
   
4.         {"AT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0 ","OK"},
   
5.         {"AT+CFUN=1 ","OK"},            
   
6.         {"ATDT*99# ", "CONNECT"},
   
7.         { } /* Terminating entry */
   
8.      };

复制代码  修改为：

1.     struct modem_chat chat[] =
   
2.     {
   
3.         {"AT ","OK"},
   
4.         {"AT+CGDCONT=1,"IP","3gnet",,0,0 ","OK"},
   
5.         {"AT+CFUN=1 ","OK"},           
   
6.         {"AT&FE0V1X1&D2&C1S0=0 ","OK"},
   
7.         {"ATDT*99# ", "CONNECT"},
   
8.         { } /* Terminating entry */
   
9.     };

复制代码