4003 NEO3 CAT1

关键词

友善 NanoPi、NEO3 CAT1、4G LTE、RK3328、FriendlyWrt、OpenWrt、OpenMediaVault、Debian、Ubuntu、物联网

一、简介

NEO3 CAT1是我们基于友善的NanoPi NEO3开发板设计的一款4G LTE产品。4G是USB设备，利用NEO3开发板里的 USB IO引脚通讯和供电，进而给NEO3开发板提供4G网络。

4G Cat1是针对10Mbps左右的中速物联网应用的高性价比模组，10Mbps下行5Mbps上行的速率可以满足绝大多数联网和传输需求；4G全网通,支持联通,电信和移动。

NEO3自身有千兆网口和USB3.0接口，NEO CAT3配合NEO3系列小板，实现一个高性能的物联网设备，也可以做4G软路由；NEO3 CAT1模块免驱，在友善官方的FriendlyWrt，Ubuntu和Debian系列里，都是自动识别设备，无需额外装驱动。

二、硬件资源

1. 一路USB2.0口，用于4G供电和通讯；采用两种封装：一种是排母方式，用于连接到NEO3开发板；一种是1.25mm-4P接口，用于连接非NEO3的其它开发板；两种封装接口二选一使用；

2. 一路USB-C，是NEO3自身的USB2.0口，从NEO3的IO里引出；

3. 一路4G CAT1 LTE；

4. 一路IPEX 1代天线口；

5. 两路SIM卡：一路为Nano SIM卡座；一路为eSIM芯片，5*6封装（需用户自行采购，自己焊接）；单卡单待；两路SIM二选一使用，默认使用Nano SIM；

6. 三路LED：分别为STS，mode，NET；

7. 三个M2.5的安装孔；

8. 尺寸：最大边为51*52mm；

9. PCB板：两层板，沉金工艺，无铅生产；板材通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0。

三、FriendlyWrt系统的操作

3.1 配置LAN口

友善官方烧写包版本：rk3328-sd-friendlywrt-23.05-20240314.img.gz

友善官方系统是默认将NEO3的网口作为WAN使用，而我们NEO3配4G跑FriendlyWrt系统需要实现的是4G作为WAN，网口作为LAN。所以要对系统进行设置。

用网线将NEO3开发板的网口连接到上级路由器，插系统和手机sim卡，接天线，上电，启动系统。

待系统启动完毕，在同一局域网内的PC上，使用浏览器打开下面的网址：

http://friendlywrt/

即为FriendlyWrt系统的管理页面，按正常方式登录即可。

点击 ”网络 - 接口“，在界面上点击wan和wan6后面的“删除”：

然后点击选项卡的“设备”，进入设备页面，点击br-lan后面的配置：

在配置页面中，点击“网桥端口”后面的下拉箭头，只选中eth0：

按保存，回到上一页面，然后按“保存并应用”：

这样，就把原生网口从WAN口调整为LAN口了。

将原生网口与PC的网口直连，重启系统，PC网口就会获得192.168.2.x这样的地址，启动完毕后，在PC上使用浏览器访问192.168.2.1，即可登录FriendlyWrt系统的管理页面，就可以使用了。

3.2 配置4G上网

友善官方烧写包rk3328-sd-friendlywrt-23.05-20240314.img.gz不支持CAT1，使用CAT1进行4G上网需要烧写Mcuzone烧写包friendlywrt_23.05_20240823_rk3328_arm64_sd.img.gz，配置过程请参阅3.4.1节。

3.3 FriendlyWrt的应用

3.3.1 支持通过USB无线网卡上网

以外置MT7662 USB无线网卡为例。

NanoPi NEO3可选配外置MT7662 USB无线网卡，可工作在AP模式，亦可工作在无线中继模式实现无线扩展。

3.3.1.1 Client模式连接到主无线路由器

将MT7662 USB无线网卡插入NanoPi NEO3的USB-A接口，重启系统。

点击 ”网络 - 无线“，在界面上点击”Aukey USBAC1200 802.11ac/b/g/n“后面的”扫描“按钮扫描网络，点击无线路由器后面的”加入网络“按钮，在加入网络的配置页面中，勾选”重置无线配置“，在”WPA密钥“一栏中输入密钥，其他配置保持默认，点 ”提交“：

点击”接口设置 - 高级设置“，在”接口名称“中输入”wlan0“，再点击”保存“：

最后点”保存并应用“，连接成功后，可以在”网络 - 接口“看到IP地址：

WiFi模块上网测速（可跑满200M电信宽带）：

注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

Client模式连接到千兆无线路由器，使用iperf3测速：

NanoPi NEO3作为client，测速大约为186Mbps：

NanoPi NEO3作为server，测速大约为192Mbps：

注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

3.3.1.2 Master模式创建无线热点

点击 ”网络 - 无线“，如果之前有设置了Client上网，建议先删除或者禁用这个接口。

在界面上点击”Aukey USBAC1200 802.11ac/b/g/n“后面的”添加“按钮，将会弹出”编辑无线网络“页面，在”工作频率“一栏中设置无线信道（例如”40 (5200 MHz)“），在”ESSID“一栏中，输入热点名称，在”网络“一栏中，勾选”lan“，点击”无线安全“，设置加密类型 （例如”WPA2-PSK（强安全性）“）和密钥：

点击“高级设置”，在“接口名称”中输入“wlan1”：

然后点击“保存”，然后点击“保存并应用”：

由于需要重启才能生效，点击“系统”选择“重启”，重启后回到“无线”，使用手机等设备连接这个无线AP：

因为NanoPi NEO3只有一个网口，而这个网口已经被用作LAN口了，所以现在没有WAN口可以连接上游路由器，因此无法上网。但是可以按照5.3.1节中所述，安装4G模组，系统采用Mcuzone系统烧写包，因为Mcuzone系统烧写包支持4G模组（FriendlyWrt系统不支持4G模组），所以可以将4G模组作为WAN，这样手机等设备连接这个无线AP后就可以上网了。

Master模式下，PC连NanoPi NEO3建立的无线热点，使用iperf3在PC和NanoPi NEO3之间测速：

NanoPi NEO3作为client，测速大约为395Mbps：

NanoPi NEO3作为server，测速大约为283Mbps：

注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

3.3.1.3 无线中继模式

第一步：连接到主无线路由器。

点击“网络 - 无线”，在界面上点击“Aukey USBAC1200 802.11ac/b/g/n”后面的“扫描”按钮扫描网络，点击无线路由器后面的“加入网络”按钮：

在加入网络的配置页面中，勾选“重置无线配置”，在“WPA密钥”一栏中输入密钥，其他配置保持默认，点“提交”：

点击“高级设置”，在“接口名称”中输入“wlan0”，再点击“保存”：

最后点击“保存并应用”:

连接成功后，可以在“网络 - 接口”中看到IP地址：

第二步：创建无线热点。

点击“网络 - 无线”，在界面上点击“Aukey USBAC1200 802.11ac/b/g/n”后面的“添加”按钮，将会弹出“编辑无线网络”页面，在 "工作频率" 一栏中设置无线信道（例如"40 (5200 MHz)"），在“ESSID”一栏中，输入热点名称，在 "网络" 一栏中，勾选 "lan"，点击“无线安全”，设置加密类型 （例如 "WPA2-PSK（强安全性）"）和密钥：

点击“接口配置 - 高级设置”，在“接口名称”中输入“wlan1”：

然后点击“保存”，然后点击“保存并应用”：

由于需要重启才能生效，点击“系统”选择“重启”。

第三步：无线设备连接热点上网。

使用手机等无线设备连接第二步中设置的无线热点，即可上网：

手机连接无线热点上网测速：

注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

3.3.1.4 测试总结

经实测，NanoPi NEO3在运行FriendlyWrt时对MT7662 USB无线网卡支持完美，无论在Client模式下还是在Master模式下都能正常使用，也可以使用中继模式开启热点给其它设备上网；而RTL8812 USB无线网卡只能运行在Client模式下（不稳定），Master模式下无法使用。

3.3.2 支持USB有线网卡设置为WAN

以外置RTL8153 USB网卡为例，可以将这个网卡设置为第二个LAN口，但是因为NanoPi NEO3本身只有一个原生网口，且目前已经把这个网口配置成了LAN口了，所以再添加一个LAN口意义不大，因此本节主要介绍如何将这块USB网卡设置成为WAN口。

先不接USB网卡，系统正常启动，登录后台页面。

再插入USB网卡，稍等片刻，等在终端中执行ifconfig -a后出现eth1即可：

然后进入”网络 - 接口“，点击“添加新接口”：

按下图设置新接口，然后点击“创建新接口”：

点击“防火墙设置”，将防火墙区域指定为wan，点击“保存”：

回到上一页面，点击“保存并应用”，然后将连接上级路由器的网线插入USB网卡的网口，稍等片刻，即可看到WWAN2获取了正确的IP地址：

此时PC通过NanoPi NEO3可以上网，测试下网速（可跑满200M电信宽带）：

注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

3.3.3 Adblock

3.3.4 统计

如温控统计、处理器统计等：

3.4 Mcuzone新增功能

Mcuzone系统烧写包版本：friendlywrt_23.05_20240823_rk3328_arm64_sd.img.gz

3.4.1 支持通过4G模组上网

重烧系统后需要重新配置LAN口，所以请按照3.1节所述，将NanoPi NEO3的原生网口设置为LAN口。

启动系统，进入”网络 - 接口“，点击“添加新接口”：

按下图设置新接口（eth1即为4G模组），然后点击“创建新接口”：

点击“防火墙设置”，将防火墙区域指定为wan，点击“保存”：

回到上一页面，点击“保存并应用”，稍等片刻，即可看到WWAN3获取了正确的IP地址：

网速测试：

3.4.2 执行AT命令

Mcuzone的系统烧写包内置串口软件minicom，因此可以执行AT命令。

登录后台页面后，选择“服务 - 终端”，使用登录后台页面的账号密码登录终端：

以国产cat4模块为例，在终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为1286 4e3d，记录下这个值。

使用下列命令打开ttyUSB串口，其中echo后面的值就是之前记录的ID值：

modprobe option

sh -c 'echo 1286 4e3d > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行上述两条命令之后执行：

ls /dev

此时应该能看到dev设备下有ttyUSB0-2三个设备：

通过minicom打开AT命令串口：

minicom -D /dev/ttyUSB1

如果需要查看回显，请键入命令：ate1，然后回车，继续键入其它命令，回车可以看到结果。

用AT+CPIN？来检查SIM是否正常插入并识别；

用AT+CSQ来检查信号强度，第一个值是0-31，需要25以上才算信号质量良好；

用AT+COPS?来检查注网情况，双引号内是运营商代码，最后一个数字是网络模式，7代表4G。

常用AT命令：

1. 检查SIM卡是否识别到：

at+cpin?

返回ready表示卡已识别，返回error要检查硬件

2. 检查天线信号质量：

at+csq

返回值在26-31表示信号OK，信号满格31；返回值在20-25表示信号勉勉强强；返回值在20以下表示信号比较糟糕或者天线没接

3. 检查注网情况：

at+cops?

正常应该返回运营商代码和7，7代表4G。

注意，以上命令只有at+csq不要加问号，另外两条命令需要加问号。

4. 查看4G模块的IMEI码：

at+cgsn

5. 重启4G模块（有时候如果重插SIM卡，热插拔不一定管用，可以用这个reset命令来复位模块）：

at+reset

6. 关闭射频：

at+cfun=0

开启射频：

at+cfun=1

上述两条命令成对使用，可以在不重启4G模组的情况下让模组重新注网。

3.4.3 支持WiFi上网

本系统也支持USB无线网卡（如外置MT7662 USB无线网卡）上网。

经实测，NanoPi NEO3在运行本系统时对MT7662 USB无线网卡支持完美，无论在Client模式下还是在Master模式下都能正常使用，也可以使用中继模式开启热点给其它设备上网；而RTL8812 USB无线网卡只能运行在Client模式下（不稳定），Master模式下无法使用。

3.4.4 其它功能

注：该功能需要在存在WAN口，并且WAN口能上网的情况下才能使用。

四、Ubuntu系统的操作

4.1 Ubuntu Noble

测试使用的友善官方烧写包版本：rk3328-sd-ubuntu-noble-core-6.1-arm64-20240818.img.gz

使用方法有两种：一种是通过TTL串口模块将NEO3接到电脑上；一种是通过NEO3的网口接上级无线路由器，通过SSH操作。

4.1.2 通过网线SSH连接电脑进行操作

用网线将NanoPi NEO3网口接无线路由器，然后PC通过无线网络连接同一个无线路由器，4G模组插入可上网的SIM卡，为了区别内外网，本无线路由器不连接Internet。系统启动后，通过路由器的后台，查看NanoPi NEO3的ip地址：

然后使用MobaXterm，通过SSH连接系统（用户名和密码都是pi）：

执行ifconfig -a，查看网络参数如下：

可见4G模组为eth1，且已经获取了ip。

ping外网ip地址，可以ping通，说明可以连接Internet，因为原生千兆网口连接的路由器不连通Internet，所以此时是通过4G网络上网：

如果需要ping域名，则需要修改resolv.conf文件：

sudo vi /etc/resolv.conf

将下图黄色框中的地址改为常用的DNS服务器地址（如所示的114.114.114.114）：

保存退出后即可正常ping通域名：

但是单单这么修改的话，重启后resolv.conf文件内的DNS会被修改到默认地址，所以还需要修改resolv.conf文件的权限，因为/etc/resolv.conf实际上是个软链接，所以需要重新生成resolv.conf文件才能修改权限，方法如下：

sudo mv /etc/resolv.conf /etc/resolv.conf.link

sudo vi /etc/resolv.conf

这样就重新建立了resolv.conf文件，在这个新建的文件中输入：

nameserver 114.114.114.114

保存退出，然后执行：

sudo chattr +i /etc/resolv.conf

做完上述步骤后，重启系统，resolv.conf文件的内容也不会变化了。

4.1.3 AT命令使用

首先需要安装usbutils以查看USB设备：

sudo apt install usbutils

安装完毕后可使用lsusb查看USB设备，红框处即为4G模组：

3.2 Friendlycore-focal

与Ubuntu Noble Core 6.1系统同样同样的方法和连接，烧写的系统版本为：

友善官方烧写包版本：rk3328-sd-friendlycore-focal-4.19-arm64-20240818.img.gz

3.2.1 用SSH连接操作4G

系统启动后，通过路由器的后台，查看NanoPi NEO3的ip地址：

然后使用MobaXterm，通过SSH连接系统（用户名和密码都是pi）：

4G模组（eth1）在Friendlycore-focal系统不能直接获取ip地址：

需要安装DNS切换软件udhcpc，将路由器插上连接上级路由器的的网线，使之可以上网，安装udhcpc：

sudo apt install udhcpc

安装完毕后，拔掉连接上级路由器的的网线，编辑启动项文件rc.local：

sudo vi /etc/rc.local

在exit 0上面添加需要开机执行的命令，总共三条，以“&&”为分隔：

sudo udhcpc -i eth1 && sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.10.1

这三条命令的解释：

sudo udhcpc -i eth1：运行udhcpc，使4G模组获得ip地址；

sudo ip route del default：删除路由表中的默认路由；

sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.10.1：添加4G模组的网关为新的默认路由。

保存后退出，重启系统，启动后执行ifconfig -a，可见4G模组（eth1）已经获取了ip地址：

执行route，查看路由表，目前的默认路由为4G模组的网关：

可正常ping通域名：

3.2.2 查看USB设备

首先需要安装usbutils：

sudo apt install usbutils

安装完毕后可使用lsusb查看USB设备，红框处即为4G模组：

五、总结

此介绍仅限于CAT1基于NEO3的使用操作，不包括NanoPi NEO3开发板自身的使用及软件；因此，如需NEO3开发板的使用操作，请到友善官网查阅：

https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPi_NEO3/zh

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