4003 NEO3 CAT1

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关键词

友善 NanoPi NEO3、CAT1 4G LTE、RK3328、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模块是USB设备，利用NEO3开发板里的USB IO引脚进行通讯和供电，进而给NEO3开发板提供4G网络。

4G Cat1是针对10Mbps左右的低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；CAT1模块免驱，在友善官方的Ubuntu和Debian系统里，都是自动识别设备，无需额外装驱动。

NEO3自身有千兆网口和USB3.0接口，NEO3 CAT1配合NEO3开发板，可成为一个高性能的物联网设备。

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。

4G参数

model	CAT1	CAT1-EU
Band	FDD：B1/B3/B5/B8	FDD：B1/B3/B5/B7/B8/B20/28
	TDD：B34/B38/B39/B40/B41	TDD：B38/B40/B41
DATA	FDD： Max 10Mbps（DL）/Max 5Mbps（UL） TDD：Max 8Mbps（DL）/Max 2Mbps（UL） Max 6Mbps（DL）/Max 4Mbps（UL）

三、Ubuntu系统的操作

3.1 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USB转TTL串口模块将NEO3接到电脑上；一种是通过NEO3的网口接上级路由器，通过SSH操作。

3.1.1 通过TTL串口连接电脑操作

用USB转TTL模块（TXD接RXD，RXD接TXD，GND接GND）将NEO3连接到电脑上，如下图所示：

然后在PC上下载安装终端软件MobaXterm，MobaXterm下载地址：

https://mobaxterm.mobatek.net/download-home-edition.html

打开MobaXterm，按下图设置好TTL串口：

注意：波特率使用115200

然后打开这个串口，登录Ubuntu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，说明可以通过4G网络连接Internet；

但是ping域名报错，说明友善官方的Ubuntu系统的DNS有问题，我们还需要修改DNS设置，设置方法如下：

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，且退出后，即可正常ping通域名：

不过，这种修改方式在系统重启后，resolv.conf文件内的DNS会被修改到默认地址，所以如果需要开机自动启动4G，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。

★如果NEO3的千兆网口同时接入了有线网络，那默认还是会优先使用4G上网，此时如果要优先使用有线网络上网的话，需要运行命令：

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1

这两条命令（以“&&”分隔）的解释：

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 192.168.8.1：添加有线网络的网关为新的默认路由（网关地址以实际为准）。

执行完毕后，再执行route，查看路由表，目前的默认路由为有线网络的网关：

注意，重启后路由表还是会恢复原状，所以如果重启后要网络继续默认走千兆网卡，需要再执行一次sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1。

3.1.2 通过网线SSH连接电脑操作

用网线将NanoPi NEO3网口接上级路由器，然后PC通过连接同一个上级路由器，插入SIM卡。系统启动后，通过路由器的后台，查看NanoPi NEO3的ip地址：

使用MobaXterm，通过SSH连接系统，设置如下：

打开这个连接，登录Ubuntu系统（用户名和密码都是pi）：

其余测试步骤与使用TTL连接相同。

3.2 Ubuntu focal

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

3.2.1 通过TTL串口连接电脑操作

通过USB转TTL模块，将NEO3连接到PC，打开MobaXterm，设置好TTL串口（波特率使用1500000）：

然后打开这个串口，登录Ubuntu系统（用户名和密码都是pi）。

执行ifconfig -a，查看网络参数如下：

系统自动识别4G为eth1，但不能直接获取ip地址，说明系统没有开启4G，需要配置，配置方法如下：

用网线将NEO3连接到上级路由器，使之可以上网，安装DNS切换软件udhcpc：

sudo apt-get update

sudo apt install udhcpc

安装完毕后，拔掉NEO3的网线，执行下列命令：

sudo udhcpc -i eth1

执行完毕后，再执行ifconfig -a，查看网络参数如下：

可见此时4G模组（eth1）已经获得了IP地址。

通过4G模组上网，ping域名结果如下：

以上设置仅为临时设置，系统重启后又会恢复到默认状态（除了udhcpc软件不会因为系统重启而消失），如果需要每次重启后都能直接启用4G上网，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：

sudo udhcpc -i eth1

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

注意，以上是仅连接4G时的操作，如果NEO3的网口同时接入有线网络，那默认是优先使用有线网络上网，此时如果要使用4G上网的话，需要将执行的命令改为：

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（以“&&”分隔）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（网关地址以实际为准）。

执行完毕后，再执行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：

如果需要每次重启后都能直接启用4G上网，则需把rc.local里面添加的命令改成上面这条。

3.2.2 通过网线SSH连接电脑操作

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，插入SIM卡。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）：

其余测试步骤与使用TTL连接相同。

四、Debian系统的操作

测试使用的友善官方烧写包版本：rk3328-sd-debian-bookworm-core-6.1-arm64-20241112.img.gz

使用方法和Ubuntu一致，也是两种：一种是通过USB转TTL串口模块将NEO3接到电脑上（注意：波特率使用1500000）；一种是通过NEO3的网口接到无线路由器，PC也接到此无线路由器，通过SSH操作。在此不再重复。

打开MobaXterm，通过TTL串口登录Debian系统（用户名和密码都是pi）。

4.1 4G模组操作

本系统不支持ifconfig命令，因此我们使用ip addr命令代替：

测试用的内网的IP是192.168.8.x这样的格式，因此 2（eth0）为千兆网卡，所以3（eth1）为4G CAT1，4G模组开机即正确获取了IP。

我们拔掉网线，此时只有4G模组连接网络，ping外网IP地址，可以ping通，说明可以通过4G网络连接Internet;

但是ping域名报错，说明我们需要修改系统的DNS设置，操作如下：

修改resolv.conf文件：

sudo nano /etc/resolv.conf

添加常用的DNS服务器地址（如所示的114.114.114.114）：

nameserver 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 nano /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。

4.2 网络优先级的修改

NEO3插4G模组的同时，网口接网线，那默认会使用哪个网络？这时需要考虑到网络的优先级，操作如下：

执行ip route，结果如下：

可见eth1（4G CAT1）的metric值为100，eth0（千兆网卡）的metric值为101，eth1的metric值比eth0的小，所以网络默认走4G。

如果需要使网络默认走千兆网卡的话，需要安装ifmetric软件：

sudo apt install ifmetric

安装完毕后就可以修改网卡的metric值，比如将eth1的metric值修改为102，可执行：

sudo ifmetric eth1 102

修改完毕后再用ip route命令查看，我们可以看到eth1的metric值已修改为102：

这样eth0的metric值比eth1的小，所以网络默认走千兆网卡。

注意，如果系统重启，4G的优先级还是会比有线网络高，所以如果要开机默认走有线网络，需要再执行一次sudo ifmetric eth1 102，（不需要重新安装ifmetric软件）。

五、4G的AT命令使用

不管使用哪个操作系统，4G的AT命令使用方法都是一样的。

5.1 开启AT命令操作

如果无法执行lsusb，请先安装usbutils：

sudo apt install usbutils

使用lsusb查看USB设备，红框处即为4G模组：

记下4G模块的ID值：19d1 0001

使用下列命令开启4G模组的ttyACM串口，其中echo后面的值就是上面记录的ID值：

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 19d1 0001 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行以上两条命令后系统应该会多出ttyACM0-2三个设备，输入ls /dev可以查看：

然后用串口工具打开特定串口（AT命令串口）：

安装minicom工具：

sudo apt-get install minicom

通过minicom打开AT命令串口：

sudo minicom -D /dev/ttyACM0

（注意：使用哪个串口，应以在进入此串口后，可输入运行AT命令，显示不乱码，不乱跳结果为准）

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。

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。

7. APN设置

普通手机SIM卡，不需要任何设置，直接使用；有些物联网卡需要设置APN才能使用，以下是用户使用提供的参考，具体的APN代码需要SIM卡运营商提供。

移动卡：

AT+CPNETAPN=0,"cmnet","",""

电信卡：

AT+CPNETAPN=0,"ctnet","",""

5.2 修改4G模组的IP地址

执行AT命令：

AT+ROUTEIP=<newip>

注意，只支持192.168.x.2这样格式的地址，设置完毕后需断电重启系统。

查询当前IP：AT+ROUTEIP?

测试IP是否生效：AT+ROUTEIP=?

六、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，以及相关系统镜像的下载，请到友善官网查阅：

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

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