基礎

[基礎] Raspberry Pi 用 3G 網卡(3G USB dongle)上網

2015-01-09 01:43:33 service

e1820_with_raspberry_pi_model_b_plus

本文章使用 Raspberry Pi Model B+,映像檔為 2014-12-24-wheezy-raspbian.img。使用的 3G 網卡為 Huawei E1820 3G 網卡。

現在的 3G/4G 網卡(或稱為 USB 數據機)大多同時有儲存設備和 USB 數據機的功能,其中儲存設備功能存放 MS Windows 的驅動程式,USB 數據機就是可撥號連線接取上網際網路。

如果是第一次將 3G 網卡插在安裝了 Windows 系統的電腦上,網卡將會以虛擬光碟機的模式掛載成儲存設備,並且自動安裝驅動程式。當完成安裝後就可用虛擬光碟機轉換工具(Virtual CD-ROM switching utility)或稱為模式轉換工具,正確轉換網卡為 USB 數據機。

如果要在 Raspberry Pi 上使用 3G/4G 網卡上網,要做的事就是安裝設定模式轉換工具與安裝設定撥號連線程式。步驟如下:
 
1. 確認硬體資訊。
當插上 E1820 時,可以看到系統可辨認成 HSPA modem。

pi@raspberrypi ~ $ lsusb
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. 
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. 
... skip ...
Bus 001 Device 008: ID 12d1:1446 Huawei Technologies Co., Ltd. E1552/E1800/E173 (HSPA modem)
... skip ...

dmesg 查看時,可看到系統將網卡的儲存功能辨認成 scsi 介面的 CD-ROM(sr0)。

pi@raspberrypi ~ $ dmesg
... skip ...
[    7.062455] usb 1-1.4: new high-speed USB device number 6 using dwc_otg
[    7.195063] usb 1-1.4: New USB device found, idVendor=12d1, idProduct=1446
[    7.219562] usb 1-1.4: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=0
[    7.242348] usb 1-1.4: Product: HUAWEI Mobile
[    7.251156] usb 1-1.4: Manufacturer: Huawei Technologies
[    7.282719] usb-storage 1-1.4:1.0: USB Mass Storage device detected
[    7.309727] scsi0 : usb-storage 1-1.4:1.0
[    7.323198] usb-storage 1-1.4:1.1: USB Mass Storage device detected
[    7.351048] scsi1 : usb-storage 1-1.4:1.1
[    8.322907] scsi 0:0:0:0: CD-ROM            HUAWEI   Mass Storage     2.31 PQ: 0 ANSI: 2
[    8.363958] scsi 1:0:0:0: Direct-Access     HUAWEI   TF CARD Storage       PQ: 0 ANSI: 2
[    8.417357] sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
[    8.583801] sr0: scsi-1 drive
[    8.591172] cdrom: Uniform CD-ROM driver Revision: 3.20
[    8.681129] sr 0:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 5
[    8.698176] sr 0:0:0:0: Attached scsi CD-ROM sr0

e1820_dmesg_before_mode_switch
如果我們將 sr0 掛載起來,就可清楚的看到裡面所存放的檔案是 Windows 驅動程式。

pi@raspberrypi ~ $ ls -al /dev/disk/by-id/
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 140 Dec 24 12:31 .
drwxr-xr-x 6 root root 120 Jan  1  1970 ..
lrwxrwxrwx 1 root root  13 Jan  1  1970 memstick-SU16G_0x27885644 -> ../../mmcblk0
lrwxrwxrwx 1 root root  15 Dec 24 12:28 memstick-SU16G_0x27885644-part1 -> ../../mmcblk0p1
lrwxrwxrwx 1 root root  15 Dec 24 12:28 memstick-SU16G_0x27885644-part2 -> ../../mmcblk0p2
lrwxrwxrwx 1 root root   9 Dec 24 12:38 usb-HUAWEI_Mass_Storage-0:0 -> ../../sr0
lrwxrwxrwx 1 root root   9 Dec 24 12:31 usb-HUAWEI_TF_CARD_Storage-0:0 -> ../../sda
pi@raspberrypi ~ $ sudo mount /dev/sr0 /mnt
mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
pi@raspberrypi ~ $ ls -al /mnt/
total 586
dr-xr-xr-x  1 root root   2048 Nov 27  2012 .
drwxr-xr-x 22 root root   4096 Dec 21 11:09 ..
-r-xr-xr-x  1 root root 148320 Mar 14  2011 AutoRun.exe
-r-xr-xr-x  1 root root     45 Oct  1  2008 AUTORUN.INF
dr-xr-xr-x  1 root root   2048 Nov 27  2012 Mobile Partner
-r-xr-xr-x  1 root root 439926 Nov 15  2009 Startup.ico
-r-xr-xr-x  1 root root   1742 Nov 23  2012 SysConfig.dat

e1820_mount_device

 
2. 安裝與設定模式轉換工具。
安裝 usb-modeswitch 會將有相依性的 usb-modeswitch-data 一併安裝起來。

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get install -y usb-modeswitch

e1820_install_usb_modeswitch

我們可以比較模式轉換前後的分別,這可幫助我們確認是否有成功轉換 3G 網卡成 USB 數據機。檢查方式是執行 ls /dev/tty*,在模式還沒有轉換前,可以看到最後兩項是 /dev/ttyAMA0/dev/ttyprintk
e1820_ls_tty_before_mode_switch

安裝完成後就要進行模式的設定,usb-modeswitch 需要和 udev 搭配。

udev 包含 user space daemon(udevd)和工具程式 udevinfo(或 udevadm),並可以讓使用者自訂規則存放於 /etc/udev/rules.d/ 下。有關 udev 可以看 wiki 的介紹。

udev 是 Linux kernel 2.6 系列的設備管理器。它主要的功能是管理 /dev 目錄底下的設備節點。它同時也是用來接替 devfs 及 hotplug 的功能,這意味著它要在添加/刪除硬件時處理 /dev 目錄以及所有用戶空間的行為,包括加載 firmware 時。

實際上 usb-modeswitchudev 的運作順序如下:

* /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules:udev 的規則文件,如果設備被識別(包括 Vendor ID 和 Product ID)就會啟動 usb_modeswitch。
* /lib/udev/usb_modeswitch: 執行 usb_modeswitch_dispatcher 的 script。
* /usr/sbin/usb_modeswitch_dispatcher:usb_modeswitch 的 wrapper,用 tcl 寫的,會根據所選擇的設備與設定實際執行 /usr/sbin/usb_modeswitch。
* /etc/usb_modeswitch.conf:全域的設定檔案,也可用於單一的設備設定資訊。
* /etc/usb_modeswitch.d:該文件夾包含了各別設備的獨立設定資訊,各別裝置的設定檔案是用設備的 ID 來命名。
* /usr/sbin/usb_modeswitch:實際轉換裝置模式的二進位程式。

因此我們要新增網卡設備的規則到 /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules

pi@raspberrypi ~ $ sudo vi /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules

在檔案最後加上兩行。

# E1820
ATTRS{idVendor}=="12d1", ATTRS{idProduct}=="1446", RUN+="usb_modeswitch '%b/%k'"

e1820_udev_config

其中 idVendor="12d1" 和 idProduct="1446" 這些資訊是由 lsusb 得到的。
e1820_lsusb_before_mode_switch

接著再將網卡要轉換的資訊加到 /etc/usb_modeswitch.conf 下。

pi@raspberrypi ~ $ sudo vi /etc/usb_modeswitch.conf

在檔案最後加上幾行。

DefaultVendor=0x12d1
DefaultProduct=0x1446

TargetVendor=0x12d1
TargetProduct=0x14ac

MessageContent="5553424312345678000000000000061e000000000000000000000000000000"

e1820_usb_modeswitch_config

DefaultVendor 和 DefaultProduct 也是剛剛 lsusb 的結果。但 TargetVendor 和 TargetProduct 就需要上網爬文,例如這裡有提供。

而將 EnableLogging=0 改為 EnableLogging=1 可在 /var/log 下查看 usb_modeswitch_** 的 log 方便除錯。

如果設定沒問題,重開機用 dmesg 就可以看到已經成功的將 USB 數據機(usb 1-1.4) 掛載到 ttyUSB0、ttyUSB1 和 ttyUSB2。

... skip ...
[    7.062368] usb 1-1.4: new high-speed USB device number 6 using dwc_otg
[    7.185037] usb 1-1.4: New USB device found, idVendor=12d1, idProduct=1446
[    7.208299] usb 1-1.4: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=0
[    7.230322] usb 1-1.4: Product: HUAWEI Mobile
[    7.250718] usb 1-1.4: Manufacturer: Huawei Technologies
[    7.273445] usb-storage 1-1.4:1.0: USB Mass Storage device detected
[    7.297764] scsi0 : usb-storage 1-1.4:1.0
[    7.313332] usb-storage 1-1.4:1.1: USB Mass Storage device detected
[    7.342617] scsi1 : usb-storage 1-1.4:1.1
[    8.315111] scsi 0:0:0:0: CD-ROM            HUAWEI   Mass Storage     2.31 PQ: 0 ANSI: 2
[    8.345229] scsi 1:0:0:0: Direct-Access     HUAWEI   TF CARD Storage       PQ: 0 ANSI: 2
[    8.373824] sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
[    9.630014] scsi 0:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 5
[    9.773321] sd 1:0:0:0: Attached scsi generic sg1 type 0
[    9.819475] sr0: scsi-1 drive
[    9.942382] cdrom: Uniform CD-ROM driver Revision: 3.20
[   10.122331] sr 0:0:0:0: Attached scsi CD-ROM sr0
[   11.142844] usb-storage 1-1.4:1.0: USB Mass Storage device detected
[   11.153861] usb 1-1.4: USB disconnect, device number 6
[   11.176368] scsi2 : usb-storage 1-1.4:1.0
[   11.208558] scsi 1:0:0:0: rejecting I/O to offline device
[   11.218302] scsi 1:0:0:0: killing request
[   15.762375] usb 1-1.4: new high-speed USB device number 7 using dwc_otg
[   15.885281] usb 1-1.4: New USB device found, idVendor=12d1, idProduct=14ac
[   15.906715] usb 1-1.4: New USB device strings: Mfr=4, Product=3, SerialNumber=0
[   15.929998] usb 1-1.4: Product: HUAWEI Mobile
[   15.959491] usb 1-1.4: Manufacturer: Huawei Technologies
[   15.999001] usb-storage 1-1.4:1.5: USB Mass Storage device detected
[   16.040642] scsi3 : usb-storage 1-1.4:1.5
[   16.057131] usb-storage 1-1.4:1.6: USB Mass Storage device detected
[   16.099706] scsi4 : usb-storage 1-1.4:1.6
[   16.366181] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)
[   16.445601] usbcore: registered new interface driver cdc_ether
[   16.491873] usbcore: registered new interface driver usbserial
[   16.586318] usbcore: registered new interface driver usbserial_generic
[   16.617253] usbcore: registered new interface driver cdc_wdm
[   16.679164] usbserial: USB Serial support registered for generic
[   16.721907] qmi_wwan 1-1.4:1.1: cdc-wdm0: USB WDM device
[   16.751517] qmi_wwan 1-1.4:1.1 wwan0: register 'qmi_wwan' at usb-bcm2708_usb-1.4, WWAN/QMI device, a6:37:fd:d4:42:14
[   16.800868] usbcore: registered new interface driver qmi_wwan
[   16.830143] usbcore: registered new interface driver option
[   16.866417] usbserial: USB Serial support registered for GSM modem (1-port)
[   16.953166] option 1-1.4:1.0: GSM modem (1-port) converter detected
[   17.008423] usb 1-1.4: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB0
[   17.054788] scsi 3:0:0:0: CD-ROM            HUAWEI   Mass Storage     2.31 PQ: 0 ANSI: 2
[   17.095286] sr0: scsi-1 drive
[   17.113002] sr 3:0:0:0: Attached scsi CD-ROM sr0
[   17.113502] sr 3:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 5
[   17.134929] option 1-1.4:1.3: GSM modem (1-port) converter detected
[   17.155709] scsi 4:0:0:0: Direct-Access     HUAWEI   TF CARD Storage       PQ: 0 ANSI: 2
[   17.193722] sd 4:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
[   17.204968] sd 4:0:0:0: Attached scsi generic sg1 type 0
[   17.326895] usb 1-1.4: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB1
[   17.473045] option 1-1.4:1.4: GSM modem (1-port) converter detected
[   17.612898] usb 1-1.4: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB2
... skip ...

e1820_dmesg_after_mode_switch
 
ls /dev/tty* 也可看到最後長出了 /dev/ttyUSB0、/dev/ttyUSB1 和 /dev/ttyUSB2。

pi@raspberrypi ~ $ ls /dev/tty*

e1820_ls_tty_after_mode_switch

這時候我們用 lsusb 也可以發現讀到的硬體資訊改變了,包括 idProduct 和名稱都有變化。

pi@raspberrypi ~ $ lsusb
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. 
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. 
... skip ...
Bus 001 Device 007: ID 12d1:14ac Huawei Technologies Co., Ltd. 
... skip ...

e1820_lsusb_after_mode_switch

 
3. 安裝與設定撥號程式。
安裝撥號程式 wvdial 會一同安裝 ppp

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get install -y wvdial

e1820_install_wvdial
 
再來設定 wvdial.conf

pi@raspberrypi ~ $ sudo vi /etc/wvdial.conf

加上一個撥號的 profile。

[Dialer E1820]
Phone = *99#
APN = internet
Username = username
Password = password
Init1 = ATZ
Init2 = ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
Init3 = AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
Modem = /dev/ttyUSB0
Baud = 460800
Stupid Mode = 1

e1820_wvdial_config
其中
* [Dialer xxx]:profile 名稱,之後撥號就會以 xxx 為名,可設定多組 profile。
* Modem:wvdial 所用的數據機設備位置,預設為 /dev/modem。
* Baud:wvdial 和數據機所溝通的 baud rate。
* Stupid Mode:如果啟用 stupid mode,數據機在和終端伺服器(terminal server)溝通時將不會出現提示,並且當數據機連上後會立即啟動 pppd。

使用 wvdial 進行撥號連線,選擇 E1820 的 profile。

pi@raspberrypi ~ $ sudo wvdial E1820

在進行 pppd 連線過程中,會看到像是亂碼的符號,但如果連線成功會得到 IP 和 DNS 的位址。
e1820_wvdial
 
再用 ifconfig 查看網路介面資訊,可以發現多了一個 ppp0 的連線。
e1820_wvdial_ifconfig
 
開啟瀏覽器,確認可以連上網際網路。
browser_show_raspberry_pi_taiwan
 

常見問與答:

1. 如何測連線速度?
有關測網路的連線速度方法有很多,我們使用 speedtest-cli 這個用 python 寫的命令列測速套件,原始碼在 github。實際執行時,這個工具會連線到 speedtest.net 並測試上傳和下載的速度。

使用前需要先安裝相關的套件如下。

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get install python-dev python-pip
pi@raspberrypi ~ $ sudo pip install speedtest-cli

執行 speedtest-cli

pi@raspberrypi ~ $ speedtest-cli
Retrieving speedtest.net configuration...
Retrieving speedtest.net server list...
Testing from Chunghwa Telecom Co., Ltd. (223.136.198.66)...
Hosted by Taiwan Fixed Network (New Taipei) [7.30 km]: 91.097 ms
Testing download speed........................................
Download: 2.48 Mbits/s
Testing upload speed..................................................
Upload: 1.41 Mbits/s

speedtest-cli 會根據使用者所在的位置,連線到最近的伺服器做測速。我們可以加上 --list 列出在台灣的伺服器列表。

pi@raspberrypi ~ $ speedtest-cli --list | grep Taiwan
2133) Taiwan Fixed Network (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
2327) Far Eastone Telecommunications Co., Ltd. (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
5008) Asia Pacific Telecom (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
5661) NCIC Telcom (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
2188) TFN Media Co., Ltd. (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
3967) Chief Telecom (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
5056) Taipei Fiber (Taipei, Taiwan) [0.47 km]
5660) NCIC Telcom (New Taipei, Taiwan) [9.09 km]
4505) Chief Telecom (New Taipei, Taiwan) [9.09 km]
5219) Taiwan Fixed Network (New Taipei, Taiwan) [9.09 km]
5067) Far Eastone Telecommunications Co., Ltd. (New Taipei, Taiwan) [9.09 km]
3921) Taiwan Fixed Network (Taoyuan, Taiwan) [31.66 km]
2589) Far EasTone Telecommunications Co., Ltd (Taoyuan, Taiwan) [31.66 km]
... skip ...

我們也可以指定伺服器做測試。只要在 speedtest-cli 後面加上伺服器的編號例如 --server 2133 就可以了。但我們實際測試時是沒有加上這個選項,而讓它自己選擇最近的伺服器。

2. 有其他網卡的設定可參考嗎?
以下是我們測過的幾張網卡的設定檔。

Huawei E220/Huawei E230
修改 /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules

ATTRS{idVendor}=="12d1", ATTRS{idProduct}=="1003", RUN+="usb_modeswitch '%b/%k'"

修改 /etc/usb_modeswitch.conf

DefaultVendor=0x12d1
DefaultProduct=0x1003
TargetVendor=0x12d1
TargetProductList="1001,1003,1406,140c,14ac"
MessageContent="55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000"

使用 speedtest-cli 的參考結果。
E230_speedtest_cli
 

Huawei E372
修改 /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules

ATTRS{idVendor}=="12d1", ATTRS{idProduct}=="1505", RUN+="usb_modeswitch '%b/%k'"

修改 /etc/usb_modeswitch.conf

DefaultVendor=  0x12d1
DefaultProduct= 0x1505
TargetVendor=   0x12d1
TargetProduct=  0x140c
TargetProductList="1001,1406,140b,140c,1412,141b,1433,14ac,1506,150f"
MessageContent="5553424312345678000000000000061e000000000000000000000000000000"

使用 speedtest-cli 的參考結果。
E372_speedtest_cli
 

Huawei E398u-1
修改 /lib/udev/rules.d/40-usb_modeswitch.rules

ATTRS{idVendor}=="12d1", ATTRS{idProduct}=="1505", RUN+="usb_modeswitch '%b/%k'"

修改 /etc/usb_modeswitch.conf

DefaultVendor=0x12d1
DefaultProduct=0x1505
TargetVendor=0x12d1
TargetProduct=0x1506
MessageContent="5553424312345678000000000000061e000000000000000000000000000000"

使用 speedtest-cli 的參考結果。
E398_speedtest_cli
E372 和 E398 的 idProduct 相同,只是因為 Huawei 沒有給每一個裝置都使用唯一的 idProduct。
 

3. 這錯誤訊息是什麼意思?

--> WvDial: Internet dialer version 1.61
--> Initializing modem.
--> Sending: ATZ
ATZ
OK
--> Sending: ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
OK
--> Sending: AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
ERROR
--> Bad init string.
--> Initializing modem.
--> Sending: ATZ
ATZ
OK
--> Sending: ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
OK
--> Sending: AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
ERROR
--> Bad init string.
--> Initializing modem.
--> Sending: ATZ
ATZ
OK
--> Sending: ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
OK
--> Sending: AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
AT+CGDCONT=1, "IP","Internet"
ERROR                                             
--> Bad init string.

會發生這樣錯誤訊息的可能性有很多種,比如說網卡和 /etc/usb_modeswitch.conf 不匹配,或是 wvdial.conf 連線設定有誤,有可能是 SIM 卡沒安裝或沒插好,也有可能是網卡壞掉,甚至有時候從 Model B 換到 Model B+ 就解決了。
 

4. 如果發現連線到一半容易斷線該怎麼辦?
這通常是供電不足造成的結果。如果使用好的電源還是會容易斷線的話,解決方法第一個可以先修改 /boot/config.txt 如下,讓 USB 的電流可以從 600mA 提升到 1200 mA。

max_usb_current=1

解決方法第二是接一個有獨立供電的 USB Hub,問題就會解決了。
 

參考資料:
* Huawei E220
* How to setup a USB 3G Modem on Raspberry PI using usb_modeswitch and wvdial
* Use 3g/UMTS USB Dongle for WAN connection
* USB_ModeSwitch – Handling Mode-Switching USB Devices on Linux
* usb_modeswitch_dispatcher
* usb_modeswitch(1) – Linux man page
* udev
* Device Reference
* Linux / Unix Command: wvdial.conf
* Huawei E372 mobile broadband
* TROUBLESHOOT HUAWEI E398 ON MANJARO LINUX
* How to check Internet Speed via Terminal?
* How to Test Internet Connection Speed using Speedtest-Cli on Ubuntu Server

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[基礎] 命令列設置無線網路

2014-09-21 13:41:18 service

本文章使用的映像檔為 2014-09-09-wheezy-raspbian.img
setting-up-wifi-with-the-command-line

一般設置 Raspberry Pi 的無線網路大多是透過 WiFi Config 這個應用程式做設定。
wifi-config-gui

但在某些情況,例如 從序列埠登入到 Raspberry Pi,就只能靠命列列設置無線網路。但是記得,做任何修改前要先備份原始設定,以免出錯了無法回復原始狀態。

用命令列設置無線網路的步驟如下:

1. 確認硬體資訊,我們使用 EDIMAX 7811Un 這張無線網卡做設定。建議使用的網卡有在清單中,才可隨插即用。

pi@raspberrypi ~ $ lsusb
Bus 001 Device 005: ID 7392:7811 Edimax Technology Co., Ltd EW-7811Un 802.11n Wireless Adapter [Realtek RTL8188CUS]

2. 查看目前無線網路設定,一開始還沒連接上無線網路,所以狀態會是 “unassociated”。

pi@raspberrypi ~ $  iwconfig wlan0
wlan0     unassociated  Nickname:""
          Mode:Managed  Frequency=2.412 GHz  Access Point: Not-Associated   
          Sensitivity:0/0  
          Retry:off   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off
          Link Quality:0  Signal level:0  Noise level:0
          Rx invalid nwid:0  Rx invalid crypt:0  Rx invalid frag:0
          Tx excessive retries:0  Invalid misc:0   Missed beacon:0

3. 掃描無線網路,我們會根據掃描結果來設定無線網路。假設本例的 SSID 為 foo,加密方式為 WPA2,使用的 pre-shared key 為 1234567890123。

pi@raspberrypi ~ $ sudo iwlist wlan0 scan
wlan0     Scan completed :
          Cell 03 - Address: 40:4A:03:92:BA:4B
                    ESSID:"foo"
                    Protocol:IEEE 802.11bgn
                    Mode:Master
                    Frequency:2.462 GHz (Channel 11)
                    Encryption key:on
                    Bit Rates:144 Mb/s
                    Extra:rsn_ie=30140100000fac040100000fac040100000fac020c00
                    IE: IEEE 802.11i/WPA2 Version 1
                        Group Cipher : CCMP
                        Pairwise Ciphers (1) : CCMP
                        Authentication Suites (1) : PSK
                    Quality=88/100  Signal level=42/100  

4. 修改 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

pi@raspberrypi:~$ sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

所對應的設定檔如下。

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
        ssid="foo"
        psk="1234567890123"
        proto=RSN
        key_mgmt=WPA-PSK
        pairwise=CCMP
        auth_alg=OPEN
}

掃描結果與設定檔對應的欄位說明如下。

IE: IEEE 802.11i/WPA2 Version 1

表示加密方式為 WPA2,所對應的欄位 proto。
RSN:WPA(2)
WPA:WPA(1)

Group Cipher : CCMP 
Pairwise Ciphers (1) : CCMP

表示 WPA2 使用 AES 加密方式,所對應的欄位 pairwise。
CCMP:AES cipher,WPA(2)
TKIP:TKIP cipher,WPA(1)

Authentication Suites (1) : PSK

表示使用 pre-shared key 做鑑別,所對應的欄位為 key_mgmt。
WPA-PSK:Authentication via pre-shared key
WPA-EAP:Authentication via enterprise authentication server。

再例如使用 SSID 為 bar,加密的方式為 WEP,使用的 WEP key 為 1234567890123。

pi@raspberrypi ~ $  iwlist wlan0 scan
wlan0     Scan completed :
          Cell 03 - Address: 40:4A:03:92:BA:4B
                    ESSID:"bar"
                    Protocol:IEEE 802.11bg
                    Mode:Master
                    Frequency:2.437 GHz (Channel 6)
                    Encryption key:on
                    Bit Rates:54 Mb/s
                    Quality=72/100  Signal level=43/100  

所對應的設定檔如下。

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
        ssid="bar"
        key_mgmt=NONE
        auth_alg=OPEN
        wep_key0="1234567890123"
}

更多 wpa_supplicant.conf 的範例可參考這裡

5. 停用 wlan0 網卡。

pi@raspberrypi ~ $ sudo ifdown wlan0

6. 啟用 wlan0 網卡。

pi@raspberrypi ~ $ sudo ifup wlan0

可能會回傳以下訊息,我們忽略掉。

ioctl[SIOCSIWAP]: Operation not permitted
ioctl[SIOCSIWENCODEEXT]: Invalid argument
ioctl[SIOCSIWENCODEEXT]: Invalid argument

7. 將原來讀取 wpa_supplicant.conf 的程序 wpa_supplicant 殺掉。

pi@raspberrypi ~ $ sudo kill -9 $(ps -ef | grep wpa | awk '{print $2}')

8. 重新執行 wpa_supplicant,並讀取 wpa_supplicant.conf 設定。

pi@raspberrypi ~ $ sudo wpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

-B 表示以 daemon 方式在背景執行。
-i 表示指定介面(interface)名稱。
-c 表示設定檔路徑。

若回傳以下訊息,我們忽略掉。

rfkill: Cannot open RFKILL control device
ioctl[SIOCSIWAP]: Operation not permitted
ioctl[SIOCSIWENCODEEXT]: Invalid argument
ioctl[SIOCSIWENCODEEXT]: Invalid argument

9. 執行 DHCP 用戶端,取得 IP。

pi@raspberrypi ~ $ sudo dhclient

若回傳以下訊息,我們忽略掉。

RTNETLINK answers: File exists

10. 查尋 IP 位址,成功取得 192.168.1.117

pi@raspberrypi ~ $ ifconfig wlan0
wlan0     Link encap:Ethernet  HWaddr 74:da:38:05:68:4c  
          inet addr:192.168.1.117  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:1158 errors:0 dropped:79 overruns:0 frame:0
          TX packets:53 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:109024 (106.4 KiB)  TX bytes:6214 (6.0 KiB)

 

常見問與答:

1. WiFi連不上怎麼辦?
接螢幕用 GUI 設定吧,可避免錯誤的設定。
wifi-config-gui-setting

2. WiFi Config的Adapter不見了怎麼辦?
wifi-config-gui-no-adapter
/etc/network/interfaces/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 回復成預設值吧。

##### Default configuration of /etc/network/interfaces #####
auto lo

iface lo inet loopback
iface eth0 inet dhcp

allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet manual
wpa-roam /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
iface default inet dhcp
##### Default configuration of /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf #####
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
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[基礎] 從序列埠登入到 Raspberry Pi

2014-09-16 15:56:08 service

購買產品:PL2303HX USB轉TTL傳輸線PL2303HXD USB轉TTL傳輸線

Raspberry Pi 有提供原生的序列(Serial)傳輸介面,因此只要透過 USB 轉 TTL 序列傳輸線,就可以在不需要螢幕和鍵盤滑鼠的情況下登入 Raspberry Pi (預設帳號密碼是 pi/raspberry),連上的虛擬終端機為 ttyAMA0。
序列傳輸介面至少需要有三條線,包括接地(GND)、接收(RX)和傳送(TX),參考接線圖如下。
connect-serial-to-raspberry-pi-model-b
connect-serial-to-raspberry-pi-model-b-plus本 Raspberry Pi B+ GPIO 腳位圖獲得授權使用

比較好的產品會有較多的連接線,例如做流量控制的 RTS/CTS 等。在不同作業系統使用的方式大同小異,詳細步驟如下。

注意:
1. 目前 PL2303HX 僅支援 Windows XP/Vista/7 和 Linux 使用,如果是 Windows 8 和 Mac 作業系統,需使用 PL2303HXD 才能正常使用。
2. 安裝 USB 轉 TTL 傳輸線設定時,Raspberry Pi 不需要開機。但是完成安裝後,記得要將 Raspberry Pi 開機,才能透過該序列傳輸線連接。

Windows XP
1. 沒有接上 USB 轉 TTL 序列傳輸線時的裝置管理員。
not-connect-to-serial

2. 接上 USB 轉 TTL 序列傳輸線時的裝置管理員,一開始會跳出”歡迎使用尋找新增硬體精靈”。我們先暫時忽略這訊息並下載驅動程式吧。
ask-for-insert-new-hardware

3. PL2303HXPL2303HXD 都是使用旺玖科技的晶片,官方網站驅動程式下載連結為:
http://www.prolific.com.tw/TW/ShowProduct.aspx?p_id=226&pcid=79
prolific-driver-download-url-windows

4. 下載後解壓縮執行 PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.8.0.exe,按照指示完成後重開機。再次開啟裝置管理員,可以發現多了一個連接埠 COM3。
connect-to-serial

5. 下載並開啟 putty。
putty-windows

6. 在 Connection type 先選擇 Serial,再根據剛剛的連接埠依序填入 Serial line、Speed的值。由於剛剛裝置管理員是看到 COM3,因此在 Serial line 也填入 COM3,Speed 填入 115200。
putty-serial-setting-windows

7. 相關的參數填完後,按 “Open” 就能連上 Raspberry Pi 如下圖。如果等了幾秒還是沒有畫面,可將 Raspberry Pi 重開(電源重插拔),應該就可以順利看到登入訊息。
successful-to-connect-to-raspberry-pi-via-serial-on-windows

Ubuntu Linux
1. 接上 USB 轉 TTL 序列傳輸線,打 ls /dev/ttyUSB*,在我們的環境是長在 ttyUSB0。
tty-usb0

2. 開啟 putty,如果還沒安裝請執行sudo apt-get install putty安裝。
putty-linux

3. 在 Connection type 先選擇 Serial,再根據剛剛的連接埠依序填入 Serial line、Speed的值。由於該節點是長在 ttyUSB0,因此在 Serial line 也填入 ttyUSB0,Speed 填入 115200。
putty-serial-setting-linux

4. 如果出現 Unable to open serial port 如下圖,改用 sudo 權限執行 putty。
putt_unable_to_open_serial_port

5. 相關的參數填完後,按 “Open” 將能連上 Raspberry Pi 如下圖。如果等了幾秒還是沒有畫面,可將 Raspberry Pi 重開(電源重插拔),應該就可以順利看到登入訊息。
successful-to-connect-to-raspberry-pi-via-serial-on-linux

Mac
1. 下載並安裝 PL2303HXD Driver,安裝後會重新開機。官方網站驅動程式下載連結為:
http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=229&pcid=41
prolific-driver-download-url-mac

2. 重開機生效。

3. 檢查是否出現裝置節點,打 ls /dev/cu*,如果出現 /dev/cu.usbserial,可以直接使用指令 screen /dev/cu.usbserial 115200 連線進去。

4. 如果沒出現 /dev/cu.usbserial,試著重插拔 USB 轉 TTL 傳輸線和重新插拔電源。

5. 如果使用 screen 後沒畫面出現,重新插拔電源試試看(USB 轉 TTL 傳輸線不要拔掉)。

常見問與答:

1. 我需要接紅色的線嗎?
如果將 USB 轉 TTL 傳輸線的紅色線接到 Pin 2,將會從傳輸線供電給 Pi 而讓 Pi 開機。由於我們已經有供給穩定的電源給 Pi,因此這邊我們不會將紅色線接到 Pin 2。

2. 我可以將序列埠的功能關掉嗎?
我們可以透過修改/boot/cmdline.txt,將

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

改為

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

還要再修改/etc/inittab,將

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line
T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

改為

#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

再重開機即可。

Tagged in: pl2303hxpl2303hxdserialusb to serialUSB to TTL Read more...

[基礎] 以 VNC 和 Raspberry Pi 連線

2014-04-21 00:33:28 service

VNC 是一種使用 RFB 協定的螢幕畫面分享及遠端操作軟體。由於 VNC 與作業系統無關,因此可跨平台使用。如果我們需要和 Pi 做有圖形介面的連線,VNC 是首選。

這裡簡介如何在 Pi 上安裝設定 VNC 伺服器,並透過個人電腦以 VNC 用戶端連線到 Pi。

1. 在 Pi 上安裝 VNC 伺服器。

pi@raspberrypi:~$ sudo apt-get install tightvncserver

2. 在個人電腦安裝 VNC 用戶端。

sosorry@ubuntu:~$ sudo apt-get install vncviewer gtkvncviewer

3. 在 Pi 上啟動 vncserver。

pi@raspberrypi:~$ vncserver

如果是第一次執行 vncserver 時會問幾個問題,包括登入的密碼和可供其他人流覽的 read-only 密碼,而 read-only 密碼可以不設定。登入的密碼會加密後存在 ~/.vnc/passwd 檔案裡。

You will require a password to access your desktops.

Password: 
Verify:   
Would you like to enter a view-only password (y/n)? n

之後我們就可以透過 vncviewer 或是 gtkvncviewer 之類的軟體和 Pi 連線了。假設 Pi 的 IP 為 192.168.1.2。

sosorry@ubuntu:~$ vncviewer 192.168.1.2:5901

tightvnc

如果要對 VNC 伺服器做更多設定,常用的參數有:
- 連線埠 (:$NUM):例如設定 :1 開啟的 port 為5901,:2 開啟的 port 為5902,依此類推,預設為 :1。
- 解析度(geometry):例如 640×480, 800×600, 1024×768 等,預設為 1024×768。
- 像素深度(depth):例如 8, 16, 24 等,這是指每個像素可顯示的位元數,預設為 16。

例如我們想設定 VNC 伺服器監聽 5902 這個埠號,當有用戶連線到 5902 後可開啟一個 640×480 BGR233的畫面。

pi@raspberrypi:~$ vncserver :2 -geometry 640x480 -depth 8

如果使用 gtkvncviewer 連線,需要輸入 IP、port 和密碼,使用者名稱可任意輸入。

sosorry@ubuntu:~$ gtkvncviewer

gtkvncviewer_setup

連線成功的畫面。
gtkvncviewer

 

常見問與答:

1. 如何修改 VNC 伺服器的連線密碼?
我們可以用 vncpasswd 這個指令改 VNC 的連線密碼。

Using password file /home/pi/.vnc/passwd
Password: 
Verify:   
Would you like to enter a view-only password (y/n)? n

 

2. 我忘了設定 VNC 伺服器聽哪一個 port 了?
我們可以用 netstat 這個指令來查看目前系統開啟的 port。

pi@raspberrypi:~$ netstat -nutlp

-n :列出數字形式的連線地址
-u :列出 UDP 的連線
-t :列出 TCP 的連線
-l :正在進行 Listen (監聽)的服務之網路狀態
-p :列出 PID 與 Program 的檔名

pi@raspberrypi:~$ netstat -nutlp
(Not all processes could be identified, non-owned process info
 will not be shown, you would have to be root to see it all.)
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
tcp        0      0 0.0.0.0:6002            0.0.0.0:*               LISTEN      2124/Xtightvnc  
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      -               
tcp        0      0 0.0.0.0:5902            0.0.0.0:*               LISTEN      2124/Xtightvnc  
udp        0      0 0.0.0.0:22316           0.0.0.0:*                           -               
udp        0      0 0.0.0.0:68              0.0.0.0:*                           -               
udp        0      0 192.168.1.2:123         0.0.0.0:*                           -               
udp        0      0 127.0.0.1:123           0.0.0.0:*                           -               
udp        0      0 0.0.0.0:123             0.0.0.0:*                           -

我們也可以用 ps 這個指令查看目前系統執行的程序中。

pi@raspberrypi:~$ ps aux | grep vnc

- a :不和終端機 (terminal) 有關的所有程序
- u :所有有效使用者 (effective user) 的程序
- x :與 a 這個參數一起使用可列出完整資訊
- | grep vnc 表示只列出有包含 vnc 關鍵字的程序

pi@raspberrypi:~$ ps aux | grep vnc
pi        2124  0.0  0.9   6532  3460 ?        S    14:36   0:03 Xtightvnc :2 -desktop X -auth /home/pi/.Xauthority -geometry 640x480 -depth 8 -rfbwait 120000 -rfbauth /home/pi/.vnc/passwd -rfbport 5902 -fp /usr/share/fonts/X11/misc/,/usr/share/fonts/X11/Type1/,/usr/share/fonts/X11/75dpi/,/usr/share/fonts/X11/100dpi/ -co /etc/X11/rgb
pi        2128  0.0  0.1   1760   508 ?        S    14:36   0:00 /bin/sh /home/pi/.vnc/xstartup
pi        2426  0.0  0.2   3548   800 pts/0    S+   15:44   0:00 grep --color=auto vnc

 

3. 如何在開機時就啟動 VNC 伺服器?
在 /etc/init.d/ 下建立一個控制的腳本 (script),例如取名為 tightvncserver

pi@raspberrypi:~$ sudo vim /etc/init.d/tightvncserver

內容如下,重要的是在 start) 部份設定啟動的參數。

#!/bin/bash
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          tightvncserver
# Required-Start:    $syslog
# Required-Stop:     $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: vnc server
# Description:
### END INIT INFO

export USER='pi'

eval cd ~$USER

# Check the state of the command - this'll either be start or stop 
case "$1" in
  start)
    # if it's start, then start vncserver using the details below
    su $USER -c '/usr/bin/vncserver :1 -geometry 800x600 -depth 16 -pixelformat rgb565'
    echo "Starting vncserver for $USER "
    ;;
  stop)
    # if it's stop, then just kill the process
    pkill Xtightvnc
    echo "vncserver stopped"
    ;;
  *)
    echo "Usage: /etc/init.d/tightvncserver {start|stop}"
    exit 1
    ;;
esac
exit 0

修改腳本權限。

pi@raspberrypi ~ $ sudo chmod 755 /etc/init.d/tightvncserver

將該腳本加入預設的啟動程序。

pi@raspberrypi ~ $ sudo update-rc.d tightvncserver defaults

執行結果如下。

update-rc.d: using dependency based boot sequencing
insserv: warning: script 'mathkernel' missing LSB tags and overrides

如果不喜歡這 warning,就順便修改一下 mathkernel 的腳本吧。

pi@raspberrypi ~ $ sudo vim /etc/init.d/mathkernel

根據 LSB 的規則將啟動資訊加到最前面。

### BEGIN INIT INFO
# Provides:          mathkernel
# Required-Start:    $local_fs 
# Required-Stop:     $local_fs
# Default-Start:     2 3 4 5 
# Default-Stop:      0 1 6 
# Short-Description: mathkernel
### END INIT INFO

重新啟動 Pi,再執行 netstat -nutlp 或是 ps aux | grep vnc,可以看到 VNC 伺服器已經跑起來了。

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