Android平台双以太网接口设计与实现

张建民+高大利

摘 要：随着嵌入式技术的飞速发展，移动设备融合了PC的以太网等功能。介绍了有线通信终端的软硬件平台，使用USB2.0 HUB和USB转以太网芯片，在嵌入式硬件平台上设计了双以太网接口，然后使用Eclipse集成开发工具，采用Java语言编程实现了双以太网IP地址设置软件，并通过功能测试验证了双以太网的接口功能。该方法能够较好地解决嵌入式硬件平台多以太网接口的设计问题，而且为Android平台多以太网接口的IP地址设置提供了有效的扩展方法。

关键词：Android；双以太网；接口设计；地址设置

DOIDOI：10.11907/rjdk.172175

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2017）008-0097-03

0 引言

Android是一种基于Linux的开源操作系统[1]，由Google公司开发。Android系统主要应用于移动设备，如智能手机和平板电脑等。随着嵌入式技术的飞速发展，移动设备融合了PC的诸多特性[2-4]，如支持以太网等功能。由于原生的Android系统不支持以太网等功能，这就要求对Android系统进行定制开发，以实现特定功能。

对安全保密性要求较高的行业，大多采用以太网接口进行有线通信。本文以有线通信终端为例，介绍了有线通信终端的软硬件平台，在嵌入式硬件平台上设计了双以太网接口，并在Ubuntu12.04宿主机上，使用Eclipse集成开发工具，采用Java语言编程实现了双以太网IP地址设置软件。

1 有线通信终端软硬件平台

1.1 有线通信终端硬件平台

有线通信终端硬件平台由三星Exynos 4412四核ARM处理器、1GB DDR3内存、4GB eMMC闪存、USB/OTG、液晶屏、触摸屏、摄像头、电源管理芯片、音频芯片等部分组成。USB2.0 HUB芯片USB3503通过HSIC总线与Exynos 4412处理器相连，可扩展3个USB2.0接口，通过扩展的USB2.0接口连接2个USB转以太网芯片DM9621，可对外提供2个10/100M自适应的以太网接口。有线通信终端的硬件平台如图1所示。

1.2 有线通信终端软件平台

有线通信终端软件平台采用Android4.4系统，由Linux 内核、Android运行时和库、应用程序框架、应用程序4个层次组成[5-7]。Linux内核包括显示驱动、摄像头驱动、触摸屏驱动、音频驱动、USB驱动、电源管理等；Android运行时和库包括界面管理器、媒体框架、SQLite、WebKit、libc、核心库、Dalvik虚拟机等；应用程序框架包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、通知管理器、位置管理器等；应用程序包括主程序、联系人、电话、浏览器、小部件等。有线通信终端软件平台如图2所示。

有线通信终端的Linux内核中，已适配了USB2.0 HUB芯片USB3503与USB转以太网芯片DM9621的驱动，在Linux shell环境下通过ifconfig命令可对以太网接口的IP地址进行设置，使用ping命令可测试双以太网接口功能是否正常。但对于大部分终端使用者而言，不会使用命令来设置以太网接口的IP地址。因此，通过友好的界面设置以太网接口IP地址是十分必要的。

Android平台双以太网IP地址设置软件的设计思路是：①界面设计采用Windows平台以太网设置的传统风格，为用户提供直观友好的操作界面；②将用户界面中的设置参数自动转化成命令脚本来设置以太网接口IP地址；③对于多个以太网接口，只需增加标签选项卡，复用代码即可实现多个以太网接口IP地址设置软件的开发，具有较好的扩展性。

该软件在Ubuntu12.04的宿主机上进行开发，需要安装Java 语言软件开发工具包（Java Development Kit，JDK的版本为1.6）、Android SDK（Software Development Kit）以及Eclipse ADT插件和编译环境所需的软件包。JDK是Java的核心，包含了Java运行环境（Java Runtime Environment）、Java工具和Java類库。Android SDK提供了使用Java 语言开发 Android 应用程序的 API接口和工具，以便开发者便捷地开发应用程序。Eclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台，可以通过在Eclipse中添加ADT（Android Development Tools，安卓开发工具）来搭建安卓应用程序开发和调试环境。

2 Android平台双以太网IP地址设置软件实现

Android平台双以太网IP地址设置软件采用Java语言编程实现，该软件由以太网接口电源控制、静态IP地址设置、自动获取IP地址等部分组成。每部分的设计与实现简述如下：

2.1 以太网接口电源控制

以太网接口供电通过Exynos 4412处理器的GPIO进行控制，若以太网接口供电未打开，以太网IP地址设置软件会提示“请先开启以太网！”。单击“开启”按钮后，Exynos 4412处理器的控电GPIO输出高电平，连通供电开关，给以太网接口供电；以太网接口供电打开后，“开启”按钮的标题变为“关闭”，单击“关闭”按钮后，Exynos 4412处理器的控电GPIO输出低电平，切断以太网接口的供电；单击“以太网1”、“以太网2”标签选项卡可对两个以太网接口进行设置，以太网接口电源控制界面如图3所示。

2.2 静态IP地址设置

以太网接口供电打开后，单击“以太网1”或“以太网2” 标签选项卡选择不同的以太网接口，单击“使用下面的IP地址”单选按钮可对以太网接口的静态IP地址进行设置，例如：可将以太网2的IP地址设置为：192.168.0.20，子网掩码：255.255.255.0，默认网关：192.168.0.1，DNS1地址：101.226.4.6，DNS2地址：218.85.152.99。静态IP地址设置界面如图4所示。endprint

静态IP地址设置的实现步骤如下：

（1）静态IP地址设置界面由标签选项卡、单选按钮、文本框、标签和按钮组成，单击“使用下面的IP地址”单选按钮，在文本框中输入静态IP地址的相关参数。

（2）单击“保存”按钮后，用户界面中的设置参数被自动转化为命令脚本，保存在/sdcard/ethset.sh文件中，主要代码如下：

static public String sh_title="#！ /system/bin/sh"；

static public void ethstaticip（Context i_context，int i_ethtype，String i_addr，String netmask，String i_gw，String i_dns1，String i_dns2）

{ String sendmsg=sh_title+"＼＼n"

+"busybox ifconfig "+getethstr（i_ethtype）+" "+i_addr+" netmask "+i_netmask+" up ＼＼n"

+"busybox route add default gw "+i_gw+" "+getethstr（i_ethtype）+"＼＼n"

+"setprop net.dns1 "+i_dns1+"＼＼n"

+"setprop net.dns2 "+i_dns2+"＼＼n"；

writefile（i_context，sendmsg）；

}

以上代码用于生成命令脚本，/sdcard/ethset.sh示例文件内容如下：

#！ /system/bin/sh

busybox ifconfig eth1 192.168.0.20 netmask 255.255.255.0 up

busybox route add default gw 192.168.0.1 eth1

setprop net.dns1 101.226.4.6

setprop net.dns2 218.85.152.99

（3）执行/sdcard/ethset.sh命令脚本文件，设置指定以太网接口的静态IP地址、子网掩码、默认网关、DNS1、DNS2，主要代码如下：

public class CommandExecution {

public static final String TAG = "CommandExecution"；

public static CommandResult execCommand（String command， boolean isRoot） {

String[] commands = {command}；

return execCommand（commands， isRoot）； }

}

CommandExecution.execCommand（“/sdcard/ethset.sh”， true）

以上代碼用于执行/sdcard/ethset.sh命令脚本，并设置以太网接口的静态IP地址。

2.3 IP地址自动获取

以太网接口供电打开后，单击“以太网1”或“以太网2”标签选项卡，选择不同的以太网接口，单击“自动获取IP地址”单选按钮可从DHCP服务器获取IP 地址等参数。例如，以太网1设置为“自动获取IP 地址”方式，从DHCP服务器获取IP地址等参数。自动获取IP 地址界面如图5所示。

自动获取IP 地址的实现步骤如下：

（1）自动获取IP 地址界面由标签选项卡、单选按钮和按钮组成，点击“自动获取IP 地址”单选按钮。

（2）单击“保存”按钮后，设置参数被自动转化为命令脚本，保存在/sdcard/ethset.sh文件中，主要代码如下：

static public String sh_title="#！ /system/bin/sh"；

static public void ethauto（Context i_context，int i_ethtype）

{

String sendmsg=sh_title+"＼＼n"

+"netcfg "+getethstr（i_ethtype）+" up dhcp ＼＼n"； writefile（i_context，sendmsg）；

}

以上代码用于生成命令脚本，/sdcard/ethset.sh示例文件内容如下：

#！ /system/bin/sh

netcfg eth0 up dhcp

（3）执行/sdcard/ethset.sh命令脚本文件，从DHCP服务器获取IP地址等参数，主要代码同静态IP地址设置的代码相同。

3 功能测试

将有线通信终端和宿主机通过RJ45双绞线接入路由器，用USB调试线连接有线通信终端和宿主机。在宿主机上通过adb程序将编译好的以太网IP地址设置软件安装到有线通信终端，运行程序后，设置有线通信终端以太网1、以太网2和宿主机的静态IP地址，使它们在同一个网段。以太网1的IP地址为192.168.0.10，以太网2的IP地址为192.168.0.20，宿主机的IP地址为192.168.0.1，子网掩码均为255.255.255.0。在宿主机上通过ping命令进行测试，宿主机和有线通信终端以太网1、以太网2之间均能相互通信，无丢包现象。endprint

将有线通信终端以太网1、以太网2和宿主机均设置为“自动获取IP地址”方式，从路由器自动获取IP地址，在Linux shell环境下通过ifconfig命令可查看到以太网1的IP地址为192.168.0.116，以太网2的IP地址为192.168.0.113，宿主机的IP地址为192.168.0.112，子网掩码均为255.255.255.0。在宿主机上通过ping命令进行测试，宿主机和有线通信终端以太网1、以太网2之间均能相互通信，无丢包现象。

4 结语

本文对有线通信终端的软硬件平台进行了介绍，在三星Exynos 4412硬件平台上采用USB2.0 HUB芯片USB3503扩展了USB2.0接口，通过USB转以太網芯片DM9621实现了以太网功能，并在Android4.4平台上采用Java语言编程实现了双以太网IP地址设置软件。经过大量测试，采用静态IP地址或自动获取IP地址方式，宿主机和有线通信终端以太网1、以太网2之间均能相互通信，无丢包现象。

本文采用的方法简单易行、高效快速，能够较好地解决嵌入式硬件平台多以太网接口的设计问题，为Android平台多以太网接口的IP地址设置提供了有效的扩展方法。在以后的工作中，可根据实际需要设计两个以上的以太网接口，并进一步测试多以太网接口的可靠性和稳定性。

参考文献：

[1] 文波，周渊平.基于Android的MT8880芯片的设计与实现[J].微型机与应用，2016，35（21）： 88-92.

[2] 杜奇才，邓诚刚，刘荧，等.基于Android平台的VoIP设计实现[J].微处理机，2017（2）：41-45.

[3] 王烨.多媒体技术环境下嵌入式网络视频监控系统研究[J].计算机测量与控制，2017， 25（4）： 91-95.

[4] 阎旭鹏.嵌入式计算机技术及其应用的探讨[J].信息与电脑：理论版，2016（17）： 73-74.

[5] 陆少鹏，周渊平.基于Android的通讯录实时同步功能[J].计算机系统应用，2017（5）： 257-261.

[6] 程传旭，关娜.基于安卓系统的船联网信息终端的设计[J]. 舰船科学技术，2017，39（10）： 146-148.

[7] 申鸿烨，于维海. Android网络学习平台安全架构的相关研究[J]. 网络安全技术与应用，2017（5）： 114-115.endprint