基于ARM2410的WLAN電子郵件移動(dòng)終端

電子郵件是Internet上使用最廣泛的一種服務(wù)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電子郵件的無(wú)線傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)已是大勢(shì)所趨。同時(shí)為了適應(yīng)不同的場(chǎng)合，對(duì)無(wú)線電子郵件終端的便攜性提出了更高的要求?；?strong>ARM內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)具有高性能、低功耗、便攜性等特點(diǎn)，并支持多種操作系統(tǒng)，因而應(yīng)用廣泛。
    傳統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)終端一般是采用“單片機(jī)+無(wú)線網(wǎng)卡”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)硬件成本略低，但功能有限，在協(xié)議開(kāi)發(fā)和支持上都有一定難度。以ARM為代表的32位微處理器技術(shù)得到飛速發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)以“高性能嵌入式微處理器+無(wú)線網(wǎng)卡”的系統(tǒng)架構(gòu)取代了傳統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)終端設(shè)計(jì)方案，雖然該方案硬件成本稍高，需要高性能嵌入式微處理器來(lái)支持嵌入式操作系統(tǒng)，但可實(shí)現(xiàn)豐富的協(xié)議接口，便于移植，同時(shí)更便于數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)。
    該系統(tǒng)為基于無(wú)線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Loeal Area Network)的無(wú)線電子郵件終端，用戶(hù)可以方便地通過(guò)手寫(xiě)筆，在觸摸屏上輸入郵件內(nèi)容，通過(guò)USB無(wú)線網(wǎng)卡收發(fā)電子郵件。當(dāng)使用鍵盤(pán)輸入時(shí)，插上USB鍵盤(pán)也能完成輸入信息功能，在Email發(fā)送和接收方面，采用標(biāo)準(zhǔn)的STMP協(xié)議和POP3協(xié)議，考慮到一般的嵌入式設(shè)備Flash存儲(chǔ)容量有限，該系統(tǒng)提供了U盤(pán)存儲(chǔ)功能，用戶(hù)能夠?qū)⑧]件轉(zhuǎn)存在大容量的U盤(pán)。與傳統(tǒng)的郵件客戶(hù)端相比，采用無(wú)線網(wǎng)卡，無(wú)需連接網(wǎng)線即可實(shí)現(xiàn)Email的收發(fā)，適用于偏遠(yuǎn)山區(qū)及環(huán)境惡劣的地方；采用嵌入式終端，可移動(dòng)性強(qiáng)，方便用戶(hù)實(shí)時(shí)進(jìn)行郵件操作。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    基于開(kāi)發(fā)的方便性和簡(jiǎn)便性，該系統(tǒng)硬件平臺(tái)采用HHARM2410開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該開(kāi)發(fā)平臺(tái)硬件功能強(qiáng)大，接口豐富，開(kāi)發(fā)方便。其處理器采用基于ARM920T內(nèi)核的S3C2410處理器，最高頻率可達(dá)203 MHz，并兼有低功耗及高度集成性等特性，具有8 MB Flash，32 MB SDRAM，觸摸屏，主從USB接口。內(nèi)置資源豐富，性?xún)r(jià)比也高，能充分滿(mǎn)足系統(tǒng)需要。
    發(fā)郵件時(shí)，輸入設(shè)備是必不可少的。在觸摸屏、手寫(xiě)筆和鍵盤(pán)等輸入設(shè)備中，因USB鍵盤(pán)具有通用性，故該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用USB鍵盤(pán)。USB鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)只需在Linux內(nèi)核里啟用UHCI，人機(jī)界面相關(guān)部分，再往內(nèi)核里加上“USB Human Intelface Device(full HID)sport”，然后在應(yīng)用程序里加上一個(gè)頭文件(input．h)。
    由于該系統(tǒng)為基于無(wú)線局域網(wǎng)的郵件系統(tǒng)，因此采用無(wú)線網(wǎng)卡prism器件，符合802．11b標(biāo)準(zhǔn)，且該無(wú)線網(wǎng)卡基于USB，使用方便。
    開(kāi)發(fā)板通過(guò)串口線和以太網(wǎng)網(wǎng)線與PC機(jī)相連，組成可以交叉編譯的開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)開(kāi)發(fā)板上的USB接口外接無(wú)線網(wǎng)卡，再通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡接入Internet，實(shí)現(xiàn)收發(fā)電子郵件。圖1為無(wú)線系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2．1 建立交叉編譯環(huán)境
    基于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境是由目標(biāo)系統(tǒng)硬件(S3C2410開(kāi)發(fā)板)和宿主PC機(jī)所構(gòu)成。目標(biāo)硬件開(kāi)發(fā)板用于運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試則需通過(guò)宿主PC機(jī)完成。將嵌入式系統(tǒng)分別通過(guò)網(wǎng)線和RS232串口線與主機(jī)相連，主機(jī)運(yùn)行Redhat9．O Linux操作系統(tǒng)。
    在主機(jī)的Redhat Linux操作系統(tǒng)下安裝開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件包，這里安裝的是整套HHARM2410開(kāi)發(fā)環(huán)境，該軟件包可以在華恒的網(wǎng)站上下載，解壓后，執(zhí)行以下命令：
    #cd／mnt
    #．／cce ／／進(jìn)入中文環(huán)境
    #．／arminst ／／執(zhí)行安裝程序
    當(dāng)開(kāi)發(fā)環(huán)境安裝完畢后，將在根目錄下新生成2個(gè)子目錄，分別是工作目錄／HHARM2410-R3和交叉編譯環(huán)境目錄／opt／host／arm41。在進(jìn)行編譯時(shí)，一定要用／opt／host／arm41／bin／arm41-unknown-linux-gcc進(jìn)行編譯，而不能直接使用gcc進(jìn)行編譯。
2．2 配置無(wú)線網(wǎng)卡
    無(wú)線網(wǎng)卡安裝后，通過(guò)加載內(nèi)核模塊的方式加載無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，具體步驟如下：
   
2．3 郵件協(xié)議
    郵件協(xié)議采用通用的SMTP／POP3協(xié)議。其中，POP的全稱(chēng)是Post Office Protocol，即郵局協(xié)議，用于電子郵件的接收，它使用TCP的110端口，目前常用的是第3版，所以簡(jiǎn)稱(chēng)POP3，POP3仍采用Client／Server工作模式。在實(shí)際接收取郵件的過(guò)程中，POP這個(gè)應(yīng)用層的協(xié)議將指揮TCP協(xié)議，利用IP協(xié)議將一封大郵件拆分成若干個(gè)數(shù)據(jù)包在Internet上傳送。圖2為接收郵件的流程。

    SMTP稱(chēng)為簡(jiǎn)單Mail傳輸協(xié)議(Simple Mail TransferProtocol)目標(biāo)是向用戶(hù)提供高效、可靠的郵件傳輸。SMTP的一個(gè)重要特點(diǎn)是能夠在傳送中接力傳送郵件，即郵件可以通過(guò)不同網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)接力方式傳送。SMTP有2種工作方式：1)電子郵件從客戶(hù)機(jī)傳輸?shù)椒?wù)器；2)從某一個(gè)人服務(wù)器傳輸?shù)搅硪粋€(gè)人服務(wù)器。SMTP是請(qǐng)求／響應(yīng)協(xié)議，它監(jiān)聽(tīng)25號(hào)端口，用于接收用戶(hù)的Mail請(qǐng)求，并與遠(yuǎn)端Mail服務(wù)器建立SMTP連接。圖3為發(fā)送郵件流程。

2．4 用戶(hù)界面
    該系統(tǒng)用戶(hù)界面設(shè)計(jì)采用Linux下的MiniGI。MiniGUI是一種小型圖像用戶(hù)界面支持系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，界面美觀，開(kāi)發(fā)方便，是國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的基于嵌入式Linux圖形界面之一，與國(guó)外同類(lèi)型的圖形用戶(hù)界面相比，它完全支持中文，這樣有利于在中文的平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出應(yīng)用程序，Min-iGUI提供完備的多窗口機(jī)制，分為4類(lèi)：主窗口、對(duì)話框、控制窗口與子窗口，實(shí)現(xiàn)了窗口消息的傳遞機(jī)制；它具有輕量、高性能、高可靠性、可配置等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于嵌入式應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)
    在HHARM2410的嵌入式Ifinux平臺(tái)上，詳細(xì)設(shè)計(jì)基于ARM920T的移動(dòng)電子郵件終端，不但提高速度，降低成本，特別給不具備常規(guī)網(wǎng)絡(luò)傳輸條件的地方提供極大的方便。
    無(wú)線電子郵件終端在S3C2410+無(wú)線網(wǎng)卡系統(tǒng)平臺(tái)下的軟硬件設(shè)計(jì)，采用嵌入式終端，相比傳統(tǒng)的電子郵件終端“單片機(jī)+無(wú)線網(wǎng)卡”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可移動(dòng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)豐富的協(xié)議接口，而且便于移植，更方便用戶(hù)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)在嵌入式設(shè)備的無(wú)線應(yīng)用方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值和指導(dǎo)意義。