原標(biāo)題：基于ARM7的GPRS無線VPN路由器設(shè)計(jì)

基于ARM7的GPRS無線VPN路由器設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的項(xiàng)目，它結(jié)合了嵌入式系統(tǒng)、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。以下是對該設(shè)計(jì)的詳細(xì)闡述：

一、設(shè)計(jì)背景與意義

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，GPRS（General Packet Radio Service）作為一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有明顯優(yōu)勢?；贏RM7的GPRS無線VPN路由器設(shè)計(jì)，旨在使原先使用有線通信系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)終端設(shè)備能夠方便地接入到GPRS網(wǎng)絡(luò)中，利用無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這不僅能滿足許多行業(yè)對靈活、便捷數(shù)據(jù)通信的需求，還能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎桶踩浴?/span>

二、硬件設(shè)計(jì)

1. 嵌入式處理器：采用三星公司的S3C4510B，這是一款基于以太網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的高性價(jià)比16/32位RISC微控制器，內(nèi)含一個(gè)由ARM公司設(shè)計(jì)的ARM7TDMI RISC處理器核。

2. GPRS模塊：采用Wavecom公司的WISMO Quik Q2400系列模塊，用于通過外接天線與蜂窩小區(qū)基站通信，收發(fā)無線數(shù)據(jù)。

3. 串行接口電路：用于S3C4510B與GPRS模塊以及其他應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行短距離雙向串行通訊。

4. 復(fù)位電路：可完成系統(tǒng)上電復(fù)位和在系統(tǒng)工作時(shí)用戶按鍵復(fù)位。

5. 電源電路：為整個(gè)系統(tǒng)提供工作所需的電壓，包括5V、3.6V以及3.3V。

6. 時(shí)鐘電路：10MHz有源晶振為系統(tǒng)提供工作時(shí)鐘。

7. 存儲(chǔ)器：包括FLASH存儲(chǔ)器和SDRAM存儲(chǔ)器。FLASH存儲(chǔ)器用于存放已調(diào)試好的應(yīng)用程序、嵌入式操作系統(tǒng)或其他在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等；SDRAM存儲(chǔ)器作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的主要區(qū)域，系統(tǒng)及用戶數(shù)據(jù)、堆棧均位于其中。

8. 以太網(wǎng)接口：10M/100M以太網(wǎng)接口為系統(tǒng)提供以太網(wǎng)接入的物理通道。

三、軟件設(shè)計(jì)

1. 操作系統(tǒng)：采用uClinux操作系統(tǒng)，它是專門應(yīng)用于沒有MMU（內(nèi)存管理單元）的微控制器上的操作系統(tǒng)。uClinux操作系統(tǒng)中已經(jīng)內(nèi)嵌了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)代碼，在內(nèi)核中設(shè)置“IP轉(zhuǎn)發(fā)”就能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)路由功能。

2. PPP撥號(hào)程序：用于通過無線通信模塊撥號(hào)登錄移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。目前uClinux操作系統(tǒng)中已包含的多種應(yīng)用程序中有一種實(shí)現(xiàn)PPP協(xié)議的程序pppd，只需要根據(jù)無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的特征，修改pppd源代碼中的部分配置參數(shù)，就能得到所需的PPP應(yīng)用程序。

3. IPSec應(yīng)用程序：用于在路由器上建立基于IPSec（IP Security）協(xié)議的虛擬專用網(wǎng)（VPN）。IPSec是IETF（Internet Engineer TaskForce）制定的安全標(biāo)準(zhǔn)，它結(jié)合了多種安全技術(shù)形成了一個(gè)完整的體系，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、認(rèn)證、完整性檢查來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、私有性和保密性。在uClinux操作系統(tǒng)中，可以使用FreeSWAN應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)IPSec協(xié)議。通過對FreeSWAN的配置和修改，就可以在無線路由器上運(yùn)行IPSec應(yīng)用程序。

四、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與測試

1. 硬件連接與調(diào)試：根據(jù)硬件設(shè)計(jì)方案，連接各模塊和電路，并進(jìn)行調(diào)試，確保硬件系統(tǒng)正常工作。

2. 軟件移植與配置：將uClinux操作系統(tǒng)移植到無線路由器上，并配置相關(guān)參數(shù)。然后，將PPP撥號(hào)程序和IPSec應(yīng)用程序移植到操作系統(tǒng)中，并進(jìn)行配置和調(diào)試。

3. 功能測試：通過模擬實(shí)際使用場景，對無線路由器的各項(xiàng)功能進(jìn)行測試，包括無線網(wǎng)絡(luò)連接、VPN連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。測試結(jié)果表明，該無線路由器能夠滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全的無線數(shù)據(jù)通信。

五、應(yīng)用前景

基于ARM7的GPRS無線VPN路由器設(shè)計(jì)具有廣泛的應(yīng)用前景。它可以應(yīng)用于銀行、醫(yī)院、保險(xiǎn)、超市、連鎖店等行業(yè)，為這些行業(yè)的終端設(shè)備提供靈活、便捷的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。同時(shí)，它還可以應(yīng)用于移動(dòng)場所，如電力搶修、治安警車等，為這些場所提供實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信保障。

綜上所述，基于ARM7的GPRS無線VPN路由器設(shè)計(jì)是一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值和廣泛應(yīng)用前景的項(xiàng)目。通過合理的硬件設(shè)計(jì)和軟件配置，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全的無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)，滿足許多行業(yè)對靈活、便捷數(shù)據(jù)通信的需求。