PPP Device

1. 简介

PPP Device 软件包，是 RT-Thread 针对不同模块的 lwIP PPP 功能实现的软件包。它使蜂窝模块不再需要发送 AT 命令，使用 PPP 方式即可实现网络数据传输。

PPP Device 软件包特点如下：

• 支持多种蜂窝模块；
• 无缝兼容多种应用层网络协议（HTTP、MQTT、TLS 等）；
• 支持数据差错检测，提供可靠数据传输；

• 提供 CHAT 方式初始化功能，方便设备移植；

目前 PPP 功能支持 Luat Air720，Quectel EC20，China mobile M6312, SIMCOM SIM800 模块，后续会接入更多蜂窝模块。

对 PPP Device 有疑惑，或者对 PPP Device 感兴趣的开发者欢迎入群详细了解。

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1.1 框架图

• ppp_device 软件包是 lwIP 协议栈中 ppp 功能针对不同设备的具体实现；
• ppp_device 软件包中实现 netdev 网卡设备，并对接 SAL 抽象层，应用层可直接使用 BSD Socket API 进行网络编程；

1.2 目录结构

名称	说明
src	PPP Device 实现源码目录
inc	PPP Device 头文件目录
sample	PPP 功能示例文件目录
class	不同设备针对 PPP 功能的移植适配目录

1.3 许可证

ppp_device 软件包遵循 Apache-2.0 许可，详见 LICENSE 文件。

1.4 依赖

• RT-Thread 3.1.0+
• lwIP 组件（ ppp 功能）

2. 获取方式

PPP Device 软件包相关配置选项介绍

[*] PPP DEVICE: lwIP PPP porting for Cellular Module( 2G/3G/4G )
    [ ]   Enable debug log output
    [ ]   Enbale authorize connect feature
    [*]   Enable link status detect feature
    (10)     Link status detecct timeout
          Select Internet Service Provider (china mobile)  --->
          Select modem type (Luat Air720)  --->
    [*]    Enable ppp device sample
    (uart3) ppp device uart name
          Version (latest)  --->

• Enable debug log output: 开启调试日志功能
• Enbale authorize connect feature: 开启身份认证功能
• Enable lin status detect feature: PPP链路连接监控，检测链路连接正常；设置为 0 则不开启链路监控；
• Select modem type: 模块选择
• Select Internet Service Provider: 网络运营商选择
• Enable ppp device sample: 选择模块后会提示的模块使用示例
• ppp device uart name: 模块使用的串口
• Version: 软件包版本号

3. 使用方式

PPP Device 软件包初始化函数如下所示：

PPP 功能启动函数，该函数自动调用；没有调用停止函数前，不可再次调用

int ppp_sample_start(void)
{
    rt_device_t device = RT_NULL;
    device = rt_device_find(PPP_DEVICE_NAME);
    if(device == RT_NULL)
    {
        LOG_E("Can't find device (%s).", PPP_DEVICE_NAME);
        return -RT_ERROR;
    }
    if(ppp_device_attach((struct ppp_device *)device, PPP_CLIENT_NAME, RT_NULL) != RT_EOK)
    {
        LOG_E("ppp_device_attach execute failed.");
        return -RT_ERROR;
    }
    return RT_EOK;
}
// 自动初始化
INIT_APP_EXPORT(ppp_sample_start);
// 命令导出到MSH( ppp_sample_start 变更为ppp_start )
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(ppp_sample_start, ppp_start, a sample of ppp device  for dailing to network);

• 模块拨号，模块进入 PPP 模式；
• 注册 netdev 设备，接入标准网络框架；

PPP 功能停止函数，该函数可以退出 PPP 模式

int ppp_sample_stop(void)
{
    rt_device_t device = RT_NULL;
    device = rt_device_find(PPP_DEVICE_NAME);
    if(device == RT_NULL)
    {
        LOG_E("Can't find device (%s).", PPP_DEVICE_NAME);
        return -RT_ERROR;
    }
    if(ppp_device_detach((struct ppp_device *)device) != RT_EOK)
    {
        LOG_E("ppp_device_detach execute failed.");
        return -RT_ERROR;
    }
    return RT_EOK;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(ppp_sample_stop, ppp_stop, a sample of ppp device for turning off network);

• 退出 PPP 模式，模块退出拨号模式；
• 解注册 netdev 设备；

模块上电后，自动初始化流程如下：

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.2 build Sep 23 2019
 2006 - 2019 Copyright by rt-thread team
lwIP-2.0.2 initialized!
[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
[I/ppp.chat] (uart3) has control by modem_chat.
[I/ppp.dev] (uart3) is used by ppp_device.
msh />[I/ppp.dev] ppp connect successful.

设备上电初始化完成，模块提示拨号成功，然后可以在 FinSH 中输入命令 ifconfig 查看设备 IP 地址、MAC 地址等网络信息，如下所示：

msh />ifconfig
network interface device: pp (Default)           ## 设备名称
MTU: 1500                                        ## 网络最大传输单元
MAC: 95 45 68 39 68 52                           ## 设备 MAC 地址
FLAGS: UP LINK_UP INTERNET_DOWN DHCP_DISABLE     ## 设备标志
ip address: 10.32.76.151                         ## 设备 IP 地址
gw address: 10.64.64.64                          ## 设备网关地址
net mask  : 255.255.255.255                      ## 设备子网掩码
dns server #0: 114.114.114.114                   ## 域名解析服务器地址0
dns server #1: 120.196.165.7                     ## 域名解析服务器地址1

获取 IP 地址成功之后，如果开启 Ping 命令功能，可以在 FinSH 中输入命令 ping + 域名地址 测试网络连接状态， 如下所示：

msh />ping www.baidu.com
60 bytes from 183.232.231.172 icmp_seq=0 ttl=55 time=84 ms
60 bytes from 183.232.231.172 icmp_seq=1 ttl=55 time=78 ms
60 bytes from 183.232.231.172 icmp_seq=2 ttl=55 time=78 ms
60 bytes from 183.232.231.172 icmp_seq=3 ttl=55 time=78 ms

ping 命令测试正常说明 PPP Device 设备网络连接成功，之后可以使用 SAL（套接字抽象层） 抽象出来的标准 BSD Socket APIs 进行网络开发（MQTT、HTTP、MbedTLS、NTP、Iperf 等）。

4. 注意事项

• 一般的 SIM 卡因为只能从运营商网络获取内网地址，所以一般不能实现服务器相关功能
• 特殊的 SIM 卡可以从运营商获取公网地址，可是实现服务器功能
• 目前只支持一个设备通过 PPP 连接网络
• 建议不要打开 RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX
• 如果网络环境不好，建议关闭 Enable lin status detect feature 选项，或调整成大一点的时间
• RT_LWIP_TCPTHREAD_STACKSIZE 需要配置为不小于 2048，及时在 network 组件中修改
• 不要忘记打开串口
• 对于开启模块电源控制引脚的开发者，要注意模块的启动时间；通常模块启动时间较长，这时会出现长时间拨号不成功的问题，一定要注意模块的启动时间，避免造成使用上的一些障碍。

5. 联系方式

联系人：xiangxistu

Email: liuxianliang@rt-thread.com

6. 致谢

感谢网友 @xfan1024 的一些贡献及建议，在制作PPP DEVICE 时给与的帮助。提出了很多宝贵的意见来一同完善PPP DEVICE 软件包。