三款嵌入式应用方案

Linux在嵌入式方面的应用成果是有目共睹的，也说明了各种基于Linux的嵌入式应用方案已经成熟。下面就跟踪嵌入式Linux的最前沿，介绍三种嵌入式的应用方案。

Sputnik无线网络管理平台

Sputnik是一种基于嵌入式Linux操作系统和Linux软件的无线网络管理系统，它集商业PC和无线网络接入（AP）设备于一体，形成了独特的网络体系架构。它的目标客户群体主要是无线互联网服务供应商、社区无线网络服务供应獭⒔?⑽尴咄?绲难?：湍切┫Ｍ?骋还芾砜突??绲南低臣?缮堂恰１疚慕?杂putnik无线网络管理平台做简要的介绍。

基本网络架构

作为一种基于Linux技术的无线网络平台，Sputnik平台包括两个Linux系统应用软件和一个运行嵌入式Linux系统的电子元件。Sputnik平台的基本网络架构图如图1所示。Sputnik系统的主体部分包括Sputnik中央控制器（SCC）、基于RPM技术安装于Red Hat 9.0环境下的服务器软件（不久后便可支持Debian）、Sputnik代理服务器固件（SA）、服务于商业网络端口或PC机的编译软件。该软件包含有大约100KB的源代码，以及不久前刚刚投入使用、预先安装在Sputnik平台中的符合802.11b标准的AP 120。

图1 Sputnik的基本网络架构

1.Sputnik中央控制器(SCC)

Sputnik中央控制器可以为无线网络提供一个安全的基于网络的接口。通过这一接口，网络管理员可以检测到在线用户，了解在线用户所占用的网络带宽，对终端用户进行管理，定义网络策略，了解事先定义的报告数量并建立自定义报告。由于Sputnik中央控制器建立在一系列开放式接口和程序语言的基础上，所以它允许用户使用不同的数据优先次序、处理方法、安全验证和网络管理系统。由于开放式的SQL模式支持直接的SQL查询，所以高级用户可以通过网络接口中的表单直接进行SQL查询。

Sputnik公司列举的SCC 2.0的主要功能有简便的基于网络的管理功能；为终端用户提供嵌入式的验证、授权和账户处理（3A）功能；可以集中显示Sputnik网络接口的状态，并可对接口进行设置；对终端用户进行实时遥测，并提供终端用户的历史报告，对终端用户接口带宽使用情况进行实时监控；基于RPM的安装过程，可安装于Red Hat 9.0环境下。

2.Sputnik代理服务器固件

Sputnik代理服务器固件（SA）包含有大约100KB的可移植代码，其设计初衷是为了能集成到商业无线网络接入口的固件中。Sputnik代理服务器固件可以提供各种简便功能，包括自动设置功能、动态防火墙功能、策略路由功能、中央管理功能和终端用户跟踪功能等。原始设备制造商们可以在免特许权费用的条件下，在全球范围内使用Sputnik代理服务器固件，并能获得软件的源代码。

目前，Sputnik平台只支持Sputnik公司自主研发的AP 120。Sputnik代理服务器固件可以安装在AP 120的嵌入式uClinux操作系统环境中。AP 120是在Rockhopper平台的基础上研制出来的。Rockhopper广泛应用了802.11b技术，这项技术最早是由Intersil公司开发的，Intersil后来改组成为现在的Globalspan公司。

Sputnik平台所依附的设备使用的是WISOC平台，也就是“Duette”平台，它是Globalspan公司集成802.11b和802.11g技术开发的工作平台。

Sputnik代理服务器固件作为一种免费固件，它的可用性经过进一步升级，已可以支持任意一种主流AP。这样尽管Sputnik是一家软件提供商，但由于具备了广泛的技术支持，可以经常开发一些Sputnik AP硬件设备。Sputnik还希望看到第三方AP制造商生产支持Sputnik代理服务器固件的产品。

Sputnik列举了2.0版本的Sputnik代理服务器固件与商业AP集成后的主要功能，其中包括“Guest”策略可拒绝自行注册的终端用户进入任务内部或公司网络、DHCP服务器功能、NAT（网络地址翻译）功能、Web服务器功能（用于个体维护和新固件的上传）、动态防火墙功能、DNS和VPN通路、SNMP服务器功能、最多可支持250个用户、Web密钥设置功能和其它AP功能。

由于集成了开放系统技术，程序员可以自己对AP进行修改完善。据Sputnik公司生产部门介绍，程序员或许需要从他们那里得到一个完整的印象，或者可以从那些已采用Sputnik代理服务器固件的OEM那里获得有关知识，甚至可以试着将他们的代理服务器软件源代码集成到所使用的Linux操作系统中去。

3.AP集线器

Sputnik公司很快将推出一种AP集线器，通过运行一种专门的软件，Sputnik中央控制器可以对一个或多个不可修改的第三方AP进行管理，这种软件可以由普通光盘引导。光盘在廉价PC机上也可以运行，惟一需要的就是该PC上至少有两个网络接口。AP集线器中包括Sputnik代理服务器固件，但不包括无线电装置。Sputnik公司声称，网络管理员和终端用户将获得同样的体验。终端用户无论是通过Sputnik支持的AP，还是在AP集线器的帮助下通过普通AP连入无线网络，结果基本一样。不同的是，使用集线器的用户只能使用集合带宽，而使用Sputnik AP 120或其它Sputnik AP支持的用户可以进行AP间的信息传输。

程序开发人员可以建立自己的AP集线器，只要将Sputnik代理服务器固件加载到诸如Soekris之类的单板计算机的致密闪存中就行了，但此类计算机必须支持两个网卡（NIC）。

图2为较复杂的Sputnik网络架构。

通过开放嵌入式固件（Sputnik代理服务器）和服务器软件（SCC）的结合，Sputnik可以将Cisco级的网络管理和安全功能带给所有的商业网络接口。

硬件组成

Sputnik公司列举了可以安装并正常运行SCC的最低硬件配置要求：Pentium Ⅱ微处理器、64MB内存、可引导CD－ROM驱动器、2GB硬盘、以太网卡、键盘、鼠标和显示器。

Sputnik公司AP集线器的硬盘配置最低要求为Pentium Ⅱ微处理器、64MB内存、可引导CD-ROM驱动器、两个标准以太网卡、键盘、鼠标和显示器。

Sputnik AP 120基础是一台主频为180MHz的ARM9处理器，拥有8MB的内存和2MB的闪存。此外它还包括一个10/100Mb以太网接口（RJ-45）和一个基于IEEE802.11b的无线接口。

软件

Sputnik AP 120上使用的是uClinux嵌入式操作系统。Sputnik公司称他们的Sputnik代理服务器固件解决方案是在Globalspan公司现存固件设计理论的基础上自行研发的。

SCC是由Sputnik公司自行开发的，它也参考了Linux社区开发的大量开放系统元件。在Debian相关技术领域Sputnik从Progeny Group公司那里获得了很大的支持。

AP和SCC都是通过基于网络的接口进行配置的。AP的配置十分简单，只要输入SCC服务器的URL就可以在热点位置进行自动安装。只要AP已连入互联网，它就能自动找到指定的SCC服务器，并自动进行相关设置。

SCC与AP间的通信是十分安全的，这要归功于Jabber。Jabber是一个开放式的XML协议，它可以使互联网上的任意两点进行实时信息交换。SCC服务器必须拥有一个可分解的互联网域名，因为Jabber通信要依赖于名称解决方案来实现。

为何选择Linux

Sputnik公司称，他们选择嵌入式Linux系统作为Sputnik AP 120的操作平台是因为Linux是自由软件，并且具备开放性和可伸缩性，它正在成为无线网络接口的标准。

Sputnik公司为SCC选择Linux的原因在于Linux拥有所需要的一切功能，而且不会增加软件研发的成本。通过使用Linux技术，Sputnik得以将可管理的WiFi服务器软件打包成为一个完整的解决方案，而且这一过程所需要的成本十分低廉。

使用嵌入式Linux的最大挑战是必须从嵌入式Linux网络接口所拥有的有限资源中找到合适的软件解决方案。Sputnik最大的愿望是充分利用现有开放系统软件资源自已编写软件，开放系统的特性是他们自力更生的前提。

Sputnik公司预测,嵌入式Linux在无线网络接口领域将继续扬帆远行。Linux系统远行于AP中具有非凡的意义，它必然有一个光明的未来。

Toto网络博彩终端机

大家对体育彩票一定不陌生，然而大家了解博彩设备吗，知道它们的运行平台吗？在韩国越来越多的嵌入式Linux操作系统正在被用于体育博彩业。这种名叫“Toto”的机器集成了商业硬件和诸如X、Java等多项开放系统技术，还安装了Sangoma广域网卡，这一切使之成为一中规中矩、廉价可靠的博彩终端。

韩国的体彩爱好者们在足球或篮球比赛开始前便可以利用Toto终端设备对可能出现的比赛结果进行投注。

彩民们只要将标明比赛结果的纸片插入到Toto终端机中。Toto通过一种光标阅读机（OMR）对纸片上的结果进行识别，并打出正式的彩票。这一过程十分简便快速，用户只需通过一个LCD触摸屏和一个简单的数字键盘便可自行购买彩票了。

内部结构

Toto终端设备由一台商业PC提供硬件支持，其中包括一个700MHz的Intel Celeron处理器、128MB的内存和48MB的DiskOnChip闪存，Linux Kernel 2.4.16由闪存启动。

作为一台网络博彩终端，终端和服务器间的连接十分重要。它必须高效可靠，在比赛开始前必须保证终止所有的体彩终端，而且还要具备应付突发事件的能力，例如比赛推迟或取消等。因此，Toto具备主、副两个连接结构，它们分别基于一个56Kbps的同步数字线路和一个56Kbps的拨号Modem。Modem可以通过公用电话交换网（PSTN）或虚拟私人网络（VPN）与中央服务器连接。

Toto网络架构图