徐杰，劉彥隆

（太原理工大學(xué) 信息學(xué)院，山西 太原 030024）

電子郵件是Internet上使用最廣泛的一種服務(wù)。隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，實現(xiàn)電子郵件的無線傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)已是大勢所趨。同時為了適應(yīng)不同的場合，對無線電子郵件終端的便攜性提出了更高的要求?；贏RM內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)具有高性能、低功耗、便攜性等特點，并支持多種操作系統(tǒng)，因而應(yīng)用廣泛。

傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)終端一般是采用“單片機＋無線網(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，無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)以“高性能嵌入式微處理器＋無線網(wǎng)卡”的系統(tǒng)架構(gòu)取代了傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)終端設(shè)計方案，雖然該方案硬件成本稍高，需要高性能嵌入式微處理器來支持嵌入式操作系統(tǒng)，但可實現(xiàn)豐富的協(xié)議接口，便于移植，同時更便于數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶崿F(xiàn)[1]。

該系統(tǒng)為基于無線局域網(wǎng)WLAN（Wireless Local Area Network）的無線電子郵件終端，用戶可以方便地通過手寫筆，在觸摸屏上輸入郵件內(nèi)容，通過USB無線網(wǎng)卡收發(fā)電子郵件。當使用鍵盤輸入時，插上USB鍵盤也能完成輸入信息功能，在Email發(fā)送和接收方面，采用標準的STMP協(xié)議和POP3協(xié)議，考慮到一般的嵌入式設(shè)備Flash存儲容量有限，該系統(tǒng)提供了U盤存儲功能，用戶能夠?qū)⑧]件轉(zhuǎn)存在大容量的U盤[2]。與傳統(tǒng)的郵件客戶端相比，采用無線網(wǎng)卡，無需連接網(wǎng)線即可實現(xiàn)Email的收發(fā)，適用于偏遠山區(qū)及環(huán)境惡劣的地方；采用嵌入式終端，可移動性強，方便用戶實時進行郵件操作。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于開發(fā)的方便性和簡便性，該系統(tǒng)硬件平臺采用HHARM2410開發(fā)平臺。該開發(fā)平臺硬件功能強大，接口豐富，開發(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[3]。內(nèi)置資源豐富，性價比也高，能充分滿足系統(tǒng)需要。

發(fā)郵件時，輸入設(shè)備是必不可少的。在觸摸屏、手寫筆和鍵盤等輸入設(shè)備中，因USB鍵盤具有通用性，故該系統(tǒng)設(shè)計選用USB鍵盤。USB鍵盤驅(qū)動只需在Linux內(nèi)核里啟用UHCI，人機界面相關(guān)部分，再往內(nèi)核里加上 “USB Human Interface Device（full HID）sport”，然后在應(yīng)用程序里加上一個頭文件（input.h）。

由于該系統(tǒng)為基于無線局域網(wǎng)的郵件系統(tǒng)，因此采用無線網(wǎng)卡prism器件，符合802.11b標準，且該無線網(wǎng)卡基于USB，使用方便。

開發(fā)板通過串口線和以太網(wǎng)網(wǎng)線與PC機相連，組成可以交叉編譯的開發(fā)環(huán)境。通過開發(fā)板上的USB接口外接無線網(wǎng)卡，再通過無線網(wǎng)卡接入Internet，實現(xiàn)收發(fā)電子郵件。圖1為無線系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 無線系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1 建立交叉編譯環(huán)境

基于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境是由目標系統(tǒng)硬件（S3C2410開發(fā)板）和宿主PC機所構(gòu)成。目標硬件開發(fā)板用于運行嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試則需通過宿主PC機完成[4]。將嵌入式系統(tǒng)分別通過網(wǎng)線和RS232串口線與主機相連，主機運行Redhat9.0 Linux操作系統(tǒng)。

在主機的Redhat Linux操作系統(tǒng)下安裝開發(fā)環(huán)境軟件包，這里安裝的是整套HHARM2410開發(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：

當開發(fā)環(huán)境安裝完畢后，將在根目錄下新生成2個子目錄，分別是工作目錄/HHARM2410-R3和交叉編譯環(huán)境目錄/opt/host/arm41。在進行編譯時，一定要用/opt/host/arm41/bin/arm41-unknown-linux-gcc進行編譯，而不能直接使用gcc進行編譯。

2.2 配置無線網(wǎng)卡

無線網(wǎng)卡安裝后，通過加載內(nèi)核模塊的方式加載無線網(wǎng)卡驅(qū)動，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，所以簡稱 POP3，POP3仍采用Client/Server工作模式。在實際接收取郵件的過程中，POP這個應(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數(shù)據(jù)包在Internet上傳送。圖2為接收郵件的流程。

圖2 接收郵件流程

SMTP稱為簡單 Mail傳輸協(xié)議 （Simple Mail Transfer Protocol）目標是向用戶提供高效、可靠的郵件傳輸。SMTP的一個重要特點是能夠在傳送中接力傳送郵件，即郵件可以通過不同網(wǎng)絡(luò)上的主機接力方式傳送。SMTP有2種工作方式：1）電子郵件從客戶機傳輸?shù)椒?wù)器；2）從某一個人服務(wù)器傳輸?shù)搅硪粋€人服務(wù)器。SMTP是請求/響應(yīng)協(xié)議，它監(jiān)聽25號端口，用于接收用戶的Mail請求，并與遠端Mail服務(wù)器建立SMTP連接[5]。圖3為發(fā)送郵件流程。

2.4 用戶界面

該系統(tǒng)用戶界面設(shè)計采用 Linux下 的 MiniGUI。MiniGUI是一種小型圖像用戶界面支持系統(tǒng)，功能強大，界面美觀，開發(fā)方便，是國內(nèi)優(yōu)秀的基于嵌入式Linux圖形界面之一，與國外同類型的圖形用戶界面相比，它完全支持中文，這樣有利于在中文的平臺上開發(fā)出應(yīng)用程序，MiniGUI提供完備的多窗口機制，分為4類：主窗口、對話框、控制窗口與子窗口，實現(xiàn)了窗口消息的傳遞機制；它具有輕量、高性能、高可靠性、可配置等優(yōu)點，非常適合于嵌入式應(yīng)用[6]。

圖3 發(fā)送郵件流程

3 結(jié)束語

在HHARM2410的嵌入式Linux平臺上，詳細設(shè)計基于ARM920T的移動電子郵件終端，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。

無線電子郵件終端在S3C2410+無線網(wǎng)卡系統(tǒng)平臺下的軟硬件設(shè)計，采用嵌入式終端，相比傳統(tǒng)的電子郵件終端 “單片機+無線網(wǎng)卡”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可移動性強，可實現(xiàn)豐富的協(xié)議接口，而且便于移植，更方便用戶實時將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，該系統(tǒng)設(shè)計在嵌入式設(shè)備的無線應(yīng)用方面具有一定的應(yīng)用價值和指導(dǎo)意義。

[1]孫爽妍，戴學(xué)豐.基于ARM的無線數(shù)傳系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].通信技術(shù)，2009，42（2）：33-34.

[2]潘巨龍，黃寧.ARM9嵌入式Linux系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

[3]華恒科技.HHARM2410開發(fā)平臺技術(shù)手冊[EB/OL].2007.http://www.netyi.net/Book/e21fb0cb-cee1-419d-96e8-72dc5a 163085.htm.

[4]陳艷華，侯安華，劉盼盼.基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實例[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[5]謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[6]Corbet J.Linux設(shè)備驅(qū)動程序[M].北京：中國電力出版社，2006.