基于ARM2410的WLAN电子邮件移动终端

电子邮件是Internet上使用最广泛的一种服务。随着无线通信技术的迅速发展，实现电子邮件的无线传输与转发已是大势所趋。同时为了适应不同的场合，对无线电子邮件终端的便携性提出了更高的要求。基于ARM内核的嵌入式系统具有高性能、低功耗、便携性等特点，并支持多种操作系统，因而应用广泛。
    传统的无线数据终端一般是采用“单片机+无线网卡”的系统结构，这种结构硬件成本略低，但功能有限，在协议开发和支持上都有一定难度。以ARM为代表的32位微处理器技术得到飞速发展，无线数据终端系统以“高性能嵌入式微处理器+无线网卡”的系统架构取代了传统的无线数据终端设计方案，虽然该方案硬件成本稍高，需要高性能嵌入式微处理器来支持嵌入式操作系统，但可实现丰富的协议接口，便于移植，同时更便于数据采集与传输的实现。
    该系统为基于无线局域网WLAN(Wireless Loeal Area Network)的无线电子邮件终端，用户可以方便地通过手写笔，在触摸屏上输入邮件内容，通过USB无线网卡收发电子邮件。当使用键盘输入时，插上USB键盘也能完成输入信息功能，在Email发送和接收方面，采用标准的STMP协议和POP3协议，考虑到一般的嵌入式设备Flash存储容量有限，该系统提供了U盘存储功能，用户能够将邮件转存在大容量的U盘。与传统的邮件客户端相比，采用无线网卡，无需连接网线即可实现Email的收发，适用于偏远山区及环境恶劣的地方；采用嵌入式终端，可移动性强，方便用户实时进行邮件操作。

1 系统硬件设计
    基于开发的方便性和简便性，该系统硬件平台采用HHARM2410开发平台。该开发平台硬件功能强大，接口丰富，开发方便。其处理器采用基于ARM920T内核的S3C2410处理器，最高频率可达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，触摸屏，主从USB接口。内置资源丰富，性价比也高，能充分满足系统需要。
    发邮件时，输入设备是必不可少的。在触摸屏、手写笔和键盘等输入设备中，因USB键盘具有通用性，故该系统设计选用USB键盘。USB键盘驱动只需在Linux内核里启用UHCI，人机界面相关部分，再往内核里加上“USB Human Intelface Device(full HID)sport”，然后在应用程序里加上一个头文件(input．h)。
    由于该系统为基于无线局域网的邮件系统，因此采用无线网卡prism器件，符合802．11b标准，且该无线网卡基于USB，使用方便。
    开发板通过串口线和以太网网线与PC机相连，组成可以交叉编译的开发环境。通过开发板上的USB接口外接无线网卡，再通过无线网卡接入Internet，实现收发电子邮件。图1为无线系统的硬件结构框图。

2 系统软件设计
2．1 建立交叉编译环境
    基于嵌入式系统的应用开发环境是由目标系统硬件(S3C2410开发板)和宿主PC机所构成。目标硬件开发板用于运行嵌入式操作系统的内核编译、应用程序的开发和调试则需通过宿主PC机完成。将嵌入式系统分别通过网线和RS232串口线与主机相连，主机运行Redhat9．O Linux操作系统。
    在主机的Redhat Linux操作系统下安装开发环境软件包，这里安装的是整套HHARM2410开发环境，该软件包可以在华恒的网站上下载，解压后，执行以下命令：
    #cd／mnt
    #．／cce ／／进入中文环境
    #．／arminst ／／执行安装程序
    当开发环境安装完毕后，将在根目录下新生成2个子目录，分别是工作目录／HHARM2410-R3和交叉编译环境目录／opt／host／arm41。在进行编译时，一定要用／opt／host／arm41／bin／arm41-unknown-linux-gcc进行编译，而不能直接使用gcc进行编译。
2．2 配置无线网卡
    无线网卡安装后，通过加载内核模块的方式加载无线网卡驱动，具体步骤如下：
   
2．3 邮件协议
    邮件协议采用通用的SMTP／POP3协议。其中，POP的全称是Post Office Protocol，即邮局协议，用于电子邮件的接收，它使用TCP的110端口，目前常用的是第3版，所以简称POP3，POP3仍采用Client／Server工作模式。在实际接收取邮件的过程中，POP这个应用层的协议将指挥TCP协议，利用IP协议将一封大邮件拆分成若干个数据包在Internet上传送。图2为接收邮件的流程。

    SMTP称为简单Mail传输协议(Simple Mail TransferProtocol)目标是向用户提供高效、可靠的邮件传输。SMTP的一个重要特点是能够在传送中接力传送邮件，即邮件可以通过不同网络上的主机接力方式传送。SMTP有2种工作方式：1)电子邮件从客户机传输到服务器；2)从某一个人服务器传输到另一个人服务器。SMTP是请求／响应协议，它监听25号端口，用于接收用户的Mail请求，并与远端Mail服务器建立SMTP连接。图3为发送邮件流程。

2．4 用户界面
    该系统用户界面设计采用Linux下的MiniGI。MiniGUI是一种小型图像用户界面支持系统，功能强大，界面美观，开发方便，是国内优秀的基于嵌入式Linux图形界面之一，与国外同类型的图形用户界面相比，它完全支持中文，这样有利于在中文的平台上开发出应用程序，Min-iGUI提供完备的多窗口机制，分为4类：主窗口、对话框、控制窗口与子窗口，实现了窗口消息的传递机制；它具有轻量、高性能、高可靠性、可配置等优点，非常适合于嵌入式应用。

3 结束语
    在HHARM2410的嵌入式Ifinux平台上，详细设计基于ARM920T的移动电子邮件终端，不但提高速度，降低成本，特别给不具备常规网络传输条件的地方提供极大的方便。
    无线电子邮件终端在S3C2410+无线网卡系统平台下的软硬件设计，采用嵌入式终端，相比传统的电子邮件终端“单片机+无线网卡”的系统结构可移动性强，可实现丰富的协议接口，而且便于移植，更方便用户实时将数据发送出去，该系统设计在嵌入式设备的无线应用方面具有一定的应用价值和指导意义。