树莓派通过串口接入网络
如果树莓派无法使用以太网或者WiFi，该如何接入到TCP/IP网络呢？这个需求看似奇怪，还真给我遇到了。其实树莓派可以通过串口线和其他设备实现网络通信。
以使用WiFi接入到网络为例，WiFi定义了OSI模型中的物理层和数据链路层，在WiFi之上承载了网络层的IP协议，再往上就是传输层，传输层最重要的协议是TCP。树莓派的UART串口不适合直接传输TCP/IP数据，需要用PPP协议（Point-to-Point Protocol，点对点协议）封装串口数据，那么数据链路层使用的是PPP协议，然后再在PPP协议上承载IP协议，就有了网络接口。另一个可用在串口线上的数据链路层协议是SLIP（Serial Line IP），在互联网发展早期很流行，现在已经被PPP协议取代了。
我们就使用上面提到的思路。先做如下准备：
- 树莓派有两个串口，硬件串口默认分配给蓝牙模块上，所以需要做一些设置，恢复硬件串口与GPIO的映射关系，这样就可以通过GPIO使用高性能的硬件串口。网上很容易找到方法，这里就不多说了。
- 通信双方都要安装ppp协议，树莓派上使用
sudo apt-get install ppp命令安装。 - 如果通信的另一方也是个树莓派，可以用3根杜邦线连接两个树莓派的TXD、RXD和GND引脚，TXD与RXD要交叉连接。如果通信的另一方是个Linux主机，需要一个串口转USB模块，USB一端插到计算机上，另一端也和上面一样，用3根杜邦线接到树莓派的串口上。本文以另一方是Linux主机为例讲解。
上面的准备工作做好之后，在树莓派上通过/dev/ttyAMA0访问串口，在Linux主机上通过/dev/ttyUSB0访问串口。先使用minicom等串口工具测试串口，确保工作正常，然后往下看。
在树莓派上，运行如下的命令开启PPP守护进程，在串口线上创建一个连接：
1 | stty -F /dev/ttyAMA0 raw |
persist maxfail 0 holdoff 1参数设置pppd永远开启连接，其他参数的意义可以看pppd的man
page。上面设置的IP地址中，10.0.0.2是树莓派的IP地址，10.0.0.1是Linux主机的地址。IP地址可以自由选择，无冲突即可。
在Linux主机上也开启pppd守护进程：
1 | sudo stty -F /dev/ttyUSB0 raw |
当两个设备都运行了pppd时，它们会握手并建立一条通信链路。屏幕上会打印很多输出字符，提示通过ppp接口构建了网络连接。此时可以在Linux主机上ping树莓派的IP地址来验证通信是否正常。
接下来就可以通过IP地址互相访问。我测试了一下文件传输，当串口波特率设置为115200时，传输速率为10KB/s左右，和计算结果是相符的。