0024 M4GUSB(树莓派5的USB4G):修订间差异

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== '''二、硬件资源''' ==
== '''二、硬件资源''' ==
专为树莓派设计的4G模组扩展板
专为树莓派设计的4G模组扩展板,树莓派官方OS免驱,即插即用(EC20除外)。


1,基于树莓派的USB口设计的4G,4G全网通,支持VLOTE发短信,打电话(但是无声音),可选配GPS功能;
1,基于树莓派的USB口设计的4G,4G全网通,支持VLOTE发短信,打电话(但是无声音),可选配GPS功能;

2024年9月15日 (日) 12:37的版本

关键词

4G、CAT4、GPS、AT命令、树莓派OS、Raspberry Pi OS、Ubuntu、OpenWrt系统

一、简介

二、硬件资源

专为树莓派设计的4G模组扩展板,树莓派官方OS免驱,即插即用(EC20除外)。

1,基于树莓派的USB口设计的4G,4G全网通,支持VLOTE发短信,打电话(但是无声音),可选配GPS功能;

2,通讯接口:USB口连接树莓派的USB口,采用USB-C和1.25mm 4Pin接口;

3,供电接口:USB口即通讯又供电,可以无需额外供电;具备电源开关,无需4G连接时可快速物理断开;

4,辅助供电接口:USB-C、MicroUSB、2Pin插针辅助供电接口(若树莓派外设多,给4G供电不足时,4G可以利用辅助供电接口独立供电;

5,4G复位按键(预留复位的插针以及顶针接口),可手动或通过GPIO复位4G模组;

6,eSIM芯片:封装为5*6mm,eSIM芯片更稳定可靠,更适合工业设备产品;功能和Nano SIM一样,且和Nano SIM二选一使用,不可同时使用,

7,预留内侧SIM卡座;

7,多种天线组装方式,FPC天线或SMA天线;

8,反面可装侧涡轮风扇,用于给树莓派散热;

9,可选模拟音频耳机接口(仅为我司EC20-GPS语音简版支持);

10,此驱动板除支持树莓派5外,同时也支持树莓派3B、3B+、4B;

11,PCB通过UL和ROHS认证,防火等级94V-0;

12,可选配套的铝合金外壳。

0024_MP4GUSB_00.jpg

4G模块的天线接法说明,适合本文档测试的所有4G模块(GPS/GNSS为选配):

0024_MP4GUSB_74.jpg

三、测试系统版本及相关资料

3.1 测试系统版本

1. 树莓派OS:2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz

下载地址:

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

2. Ubuntu系统:ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz

下载地址:

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

3. OpenWrt系统:openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz

3.2 系统烧写在SD(TF)卡上

点击直达烧写方法说明

3.3 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 AT命令文档下载

国产CAT4 4G:

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/Luat4G_AT_V4.3.5.pdf

高通芯片组4G(GPS):

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/NL_AT_User_Manual_V3.5.14.pdf(英文)

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/NL_AT_User_Manual_V1.0.0_Draft.pdf(中文)

ZTE芯片组CAT4:

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/L716-CN-10_AT_User_Manual.pdf

EC20:

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/Quectel_EC20_AT_Commands_Manual_V1.2.pdf

http://www.mcuzone.com/wiki/0024_MP4GUSB/Quectel_EC20_GNSS_AT_Commands_Manual_V1.1.pdf(GPS AT命令)

四、国产CAT4 4G测试

4.1 树莓派OS下的使用演示

4.1.1 模块连接

在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(eth1)已经正确获得了IP地址:

3101_Domestic_4G_15.jpg

如果此时看不到4G模块(eth1),请检查连线是否正确,以及使用4.1.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为1.8秒亮0.2秒灭(也可以通过亮的时间比灭的时间长来判断)表示4G模组已经联网。如果闪烁状态是1.8秒灭0.2秒亮说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

4.1.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

3101_Domestic_4G_16.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_45.jpg

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。

4.1.3 打开串口

系统上电启动后,在树莓派终端中执行命令lsusb,如下图所示:

3101_Domestic_4G_14.jpg

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:

sudo modprobe option

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

3101_Domestic_4G_18.jpg

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:

3101_Domestic_4G_19.jpg

4.1.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

也可以安装CuteCom:

sudo apt install cutecom

3101_Domestic_4G_36.jpg

执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_46.jpg

4.2 Ubuntu系统下的使用演示

4.2.1 模块连接

系统上电启动后,在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(enx开头的网卡)已经正确获得了IP地址:

3101_Domestic_4G_29.jpg

如果此时看不到4G模块(enx开头的网卡),请检查连线是否正确,以及使用4.2.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为1.8秒亮0.2秒灭(也可以通过亮的时间比灭的时间长来判断)表示4G模组已经联网。如果闪烁状态是1.8秒灭0.2秒亮说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

4.2.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

3101_Domestic_4G_30.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

3101_Domestic_4G_31.jpg

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。

4.2.3 打开串口

在Ubuntu终端中执行命令lsusb,如下图所示:

3101_Domestic_4G_28.jpg

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:

sudo modprobe option

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

3101_Domestic_4G_32.jpg

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:

3101_Domestic_4G_33.jpg

4.2.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

也可以安装CuteCom:

sudo apt install cutecom

3101_Domestic_4G_34.jpg

执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

3101_Domestic_4G_54.jpg

4.3 OpenWrt系统下的使用演示

4.3.1 模块连接

用一根网线,将树莓派5和原生网口与PC的网口相连。待连接成功后,我们在Windows设置中找到网络和Internet,在以太网中打开连接的网络查看默认网关的IP地址,这个地址就是OpenWrt系统的后台配置页面地址,如图所示,本文测试的地址为192.168.198.1:

2001_CM4_Ultra_53.jpg

然后打开网页浏览器输入192.168.198.1进入OpenWrt系统。默认用户名为root,默认密码为password

2001_CM4_Ultra_54.jpg

在”系统 - TTYD终端“中登录,执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(eth1)还没有获得了IP地址:

3101_Domestic_4G_40.jpg

在“网络 - 接口”中,点击“添加新接口”:

3101_Domestic_4G_41.jpg

接口名称设置为WAN,接口协议选择DHCP客户端,接口选择eth1后点击“提交”按钮:

3101_Domestic_4G_42.jpg

在防火墙设置中选择WAN口后点击“保存&应用”按钮:

3101_Domestic_4G_43.jpg

此时我们在“网络 - 接口”中,可以看到eth1已经作为WAN口获取了地址:

3101_Domestic_4G_44.jpg

回到”系统 - TTYD终端“,登录后执行ifconfig -a,我们也可以看到4G模块(eth1)已经正确获得了IP地址:

3101_Domestic_4G_45.jpg

如果此时看不到4G模块(eth1),请检查连线是否正确,以及使用4.3.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为1.8秒亮0.2秒灭(也可以通过亮的时间比灭的时间长来判断)表示4G模组已经联网。如果闪烁状态是1.8秒灭0.2秒亮说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

4.3.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

3101_Domestic_4G_46.jpg

PC此时可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

3101_Domestic_4G_47.jpg

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。

4.3.3 打开串口

在”系统 - TTYD终端“中登录,执行lsusb,如下图所示:

3101_Domestic_4G_39.jpg

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'

3101_Domestic_4G_48.jpg

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:

3101_Domestic_4G_49.jpg

4.3.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

minicom -D /dev/ttyUSB1

键入AT命令,回车可以看到结果:

3101_Domestic_4G_50.jpg

4.4 结论

本4G模块在树莓派OS、Ubuntu和OpenWrt系统都可以作为一块网卡上网,免驱即插即用,可运行AT命令,但在OpenWrt系统下需要把4G模块配置为WAN才能使用。

五、高通芯片组4G(GPS)测试

5.1 树莓派OS下的使用演示

5.1.1 模块连接

在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(usb0)已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_01.jpg

如果此时看不到4G模块(usb0),请检查连线是否正确,以及使用5.1.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为慢闪,中间有短暂快闪,表示4G模组已经联网。如果不正确说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

5.1.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

0024_MP4GUSB_02.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_03.jpg

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。

5.1.3 打开串口

系统上电启动后,在树莓派终端中执行命令lsusb,如下图所示:

0024_MP4GUSB_04.jpg

本模块的id为05c6 90b6,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:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 05c6 90b6 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

0024_MP4GUSB_05.jpg

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:

0024_MP4GUSB_06.jpg

5.1.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

或者执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_07.jpg

5.1.5 GPS测试

使用高通芯片组4G(GPS)的GPS,需要接GPS天线,且确保GPS天线甩出户外。

运行minicom,打开ttyUSB1串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

并运行:

at+gtgpspower=1

0024_MP4GUSB_69.jpg

运行minicom,打开ttyUSB3串口,即可获取GPS信息:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB3

0024_MP4GUSB_70.jpg

如果觉得minicom下看原始的GPS不太直观,那么我们可以安装gpsd来提取GPS信息:

sudo apt-get install gpsd gpsd-clients

0024_MP4GUSB_65.jpg

然后配置gpsd软件:

sudo gpsd /dev/ttyUSB3 -N -D 9 -F /var/run/gpsd.sock -S 3333

0024_MP4GUSB_71.jpg

注:3333为监听端口,可自行定义。

不要关掉配置终端窗口,另外开一个终端窗口,运行:

cgps -s localhost:3333

0024_MP4GUSB_67.jpg

从输出的界面可以看到时间,经纬度,速度,高度等信息:

0024_MP4GUSB_72.jpg

5.2 Ubuntu系统下的使用演示

5.2.1 模块连接

系统上电启动后,在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(enx开头的网卡)已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_08.jpg

如果此时看不到4G模块(enx开头的网卡),请检查连线是否正确,以及使用5.2.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为慢闪,中间有短暂快闪,表示4G模组已经联网。如果不正确说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

5.2.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

0024_MP4GUSB_09.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_10.jpg

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。

5.2.3 打开串口

在Ubuntu终端中执行命令lsusb,如下图所示:

0024_MP4GUSB_11.jpg

本模块的id为05c6 90b6,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:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 05c6 90b6 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

0024_MP4GUSB_12.jpg

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:

0024_MP4GUSB_13.jpg

5.2.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

或者执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_14.jpg

5.3 OpenWrt系统下的使用演示

本模块的OpenWrt下的配置使用与4.3节一致,只是接口名称为usb0。

5.4 结论

本4G模块在树莓派OS、Ubuntu和OpenWrt系统都可以作为一块网卡上网,免驱即插即用,可运行AT命令,但在OpenWrt系统下需要把4G模块配置为WAN才能使用。

六、ZTE芯片组CAT4测试

6.1 树莓派OS下的使用演示

6.1.1 模块连接

在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(eth1)已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_15.jpg

如果此时看不到4G模块(eth1),请检查连线是否正确,以及使用6.1.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态快闪,表示4G模组已经联网。如果不正确说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

6.1.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

如果报找不到服务器name,请安装udhcpc:

sudo apt install udhcpc

安装成功后请执行:

sudo udhcpc -i eth1

后再ping:

0024_MP4GUSB_16.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_17.jpg

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。

6.1.3 打开串口

系统上电启动后,在树莓派终端中执行命令lsusb,如下图所示:

0024_MP4GUSB_18.jpg

本模块的id为2cb7 0001,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:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 2cb7 0001 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

0024_MP4GUSB_19.jpg

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ttyUSB0-4五个设备:

0024_MP4GUSB_20.jpg

6.1.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB2

或者执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_21.jpg

6.2 Ubuntu系统下的使用演示

6.2.1 模块连接

系统上电启动后,在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(enx开头的网卡)已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_22.jpg

如果此时看不到4G模块(enx开头的网卡),请检查连线是否正确,以及使用6.2.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态快闪,表示4G模组已经联网。如果不正确说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

6.2.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

如果报找不到服务器name,请安装udhcpc:

sudo apt install udhcpc

安装成功后请执行:

sudo udhcpc -i enx344b50000000

后再ping:

0024_MP4GUSB_23.jpg.

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_24.jpg

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。

6.2.3 打开串口

在Ubuntu终端中执行命令lsusb,如下图所示:

0024_MP4GUSB_25.jpg

本模块的id为2cb7 0001,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:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 2cb7 0001 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

0024_MP4GUSB_26.jpg

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ttyUSB0-4五个设备:

0024_MP4GUSB_27.jpg

6.2.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

或者执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_28.jpg

6.3 OpenWrt系统下的使用演示

本模块的OpenWrt下的配置使用与4.3节一致,接口名称也为eth1。

6.4 结论

本4G模块在树莓派OS、Ubuntu和OpenWrt系统都可以作为一块网卡上网,免驱即插即用,可运行AT命令,但在OpenWrt系统下需要把4G模块配置为WAN才能使用。

七、EC20测试

7.1 树莓派OS下的使用演示

7.1.1 模块连接

首先需要将EC20的模式设置为RNDIS,即按7.1.3节,设置如下AT命令:

AT+QCFG="usbnet",3

移远EC20支持4种模式。

0: rmnet模式

通过QMI工具发的QMI命令,获取公网IP。这种模式可以配合usb_ecm驱动或高通GobiNet驱动使用。

1: ecm模式

通过标准的CDC-ECM发起data call,是发送标准的ECM命令,获取局域网ip。这种模式配合cdc_ether驱动使用

2: mbim模式

Mobile Broadband Interface Model,正宗的移动宽带接口模型,专门用于3G/4G/5G模块的,只在Windows 8以上的Windows上使用。一般只在Windows下使用。

3: rndis模式

基于USB实现RNDIS实际上就是TCP/IP over USB,就是在USB设备上跑TCP/IP,让USB设备看上去像一块网卡获取局域网ip。这种方式最简单,模块插上手机卡之后,模块会自动拨号上网。

运行sudo reboot重启后,在树莓派终端中执行ifconfig -a,查看4G模块(usb0)是否已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_44.jpg

如果能正确获得ip,则请直接阅读7.1.2节,如果不能获得ip,则需要安装ppp拨号软件wvdial:

sudo apt install wvdial

安装完毕后,执行下列命令打开配置文件:

sudo nano /etc/wvdial.conf

按照下面的图片进行修改配置:

0024_MP4GUSB_29.jpg

Phone改成*99#,Password和Username都是card。

保存文件,保存完毕后运行sudo reboot重启。

重启后,执行下列命令进行拨号:

sudo wvdial Defaults

0024_MP4GUSB_30.jpg

拨号成功后,该拨号窗口不能关闭,如果另外需要执行命令,请另开一个终端窗口,如果要退出拨号,请在拨号窗口中执行Ctrl-Z

在树莓派终端中执行ifconfig -a,我们可以看到4G模块(ppp0)已经正确获得了IP地址:

0024_MP4GUSB_31.jpg

如果无法拨号,请使用AT命令切换到其它模式下试试,如果此时看不到4G模块(usb0及ppp0),请检查连线是否正确,以及使用7.1.3节中提到的lsusb命令查看模块是否被系统识别。

闪烁状态为闲时慢闪,忙时快闪。如果不正确说明SIM卡或者网络有问题,请检查SIM卡和天线。

7.1.2 联网测试

4G模组正确获得ip地址后,我们可以ping外网地址,如:

ping www.mcuzone.com

如果报找不到服务器name,请安装udhcpc:

sudo apt install udhcpc

安装成功后请执行:

sudo udhcpc -i usb0

sudo udhcpc -i ppp0

后再ping:

0024_MP4GUSB_32.jpg

也可以通过4G模块连接外网,访问测速网站测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_47.jpg

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。

7.1.3 打开串口

系统上电启动后,在树莓派终端中执行命令lsusb,如下图所示:

0024_MP4GUSB_34.jpg

本模块的id为2c7c 0125,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:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 2c7c 0125 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

0024_MP4GUSB_35.jpg

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ttyUSB0-3四个设备:

0024_MP4GUSB_36.jpg

7.1.4 执行AT命令

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB3

或者执行下列命令打开CuteCom:

sudo cutecom

在CuteCom中选好串口号并打开,或者打开minicom,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。

下面以minicom为例,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。

0024_MP4GUSB_37.jpg

7.1.5 GPS测试

使用EC20的GPS,需要接GPS天线,且确保GPS天线甩出户外。

运行minicom,打开ttyUSB3串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB3

并运行:

AT+QGPS=1

0024_MP4GUSB_63.jpg

运行minicom,打开ttyUSB1串口,即可获取GPS信息:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

0024_MP4GUSB_64.jpg

如果觉得minicom下看原始的GPS不太直观,那么我们可以安装gpsd来提取GPS信息:

sudo apt-get install gpsd gpsd-clients

0024_MP4GUSB_65.jpg

然后配置gpsd软件:

sudo gpsd /dev/ttyUSB1 -N -D 9 -F /var/run/gpsd.sock -S 3333

0024_MP4GUSB_66.jpg

注:3333为监听端口,可自行定义。

不要关掉配置终端窗口,另外开一个终端窗口,运行:

cgps -s localhost:3333

0024_MP4GUSB_67.jpg

从输出的界面可以看到时间,经纬度,速度,高度等信息:

0024_MP4GUSB_68.jpg

7.2 Ubuntu系统下的使用演示

EC20在Ubuntu系统下可以直接认到是一块enx开头的网卡(模式3:RNDIS下),并且可以正确获得了IP地址上网,但是需要运行一下udhcpc才能正确获得DNS服务器。

7.3 结论

本4G模块在树莓派OS及Ubuntu系统下使用,树莓派OS可能需ppp拨号,Ubuntu系统下可以作为一块网卡上网,免驱即插即用,可运行AT命令。

八、使用Raspberry Pi Connect远程连接树莓派

通过树莓派官方远程控制软件Raspberry Pi Connect,您可以从世界任何地方安全地访问您的 Raspberry Pi。

配置及使用方法如下:

1. 在https://id.raspberrypi.com/上,申请一个Raspberry Pi ID。

2. 在树莓派OS中,安装Raspberry Pi Connect软件:

sudo apt install rpi-connect

3. 重启树莓派OS,在右上角会有一个Raspberry Pi Connect图标:

0024_MP4GUSB_38.jpg

4. 点击这个图标,选择Sign in,在跳出的网页中使用之前申请的Raspberry Pi ID登录,然后设置该设备名称:

0024_MP4GUSB_39.jpg

5. 登录成功后,在Windows的浏览器中访问:https://connect.raspberrypi.com/,并登录:

0024_MP4GUSB_40.jpg

6. 点击Connect via,可以选择使用远程桌面还是远程命令行界面:

0024_MP4GUSB_41.jpg

7. 远程桌面如下:

0024_MP4GUSB_73.jpg

远程命令行界面如下:

0024_MP4GUSB_43.jpg

8. 实测流量使用情况:在远程桌面下,树莓派端大约1分钟耗费2M左右流量;在远程命令行界面下,树莓派端大约1分钟耗费100K左右流量。

九、树莓派OS下建立通过4G上网的热点

在树莓派OS下,我们可以通过树莓派本身自带的无线网卡(如树莓派5)建立热点,然后将树莓派的上网功能通过热点分享出去,本章介绍树莓派OS在4G上网的情况下,建立热点,使其它设备能通过这个热点,使用4G流量上网。

9.1 建立热点

树莓派OS启动后,4G联网成功,点击右上角的网络图标,打开无线网络选项:

0024_MP4GUSB_48.jpg

在”Advanced Options“下,点击”Create Wireless Hotspot...“:

0024_MP4GUSB_49.jpg

在弹出的窗口中,填写热点的网络名称(即SSID),下面的无线加密选项请按需开启,设置完毕后,点击”Creat“:

0024_MP4GUSB_50.jpg

如果创建成功,在右上角的网络图标下立即会显示该热点的内网IP:

0024_MP4GUSB_51.jpg

在树莓派终端中执行ifconfig -a,可以看到热点(wlan0)的信息:

0024_MP4GUSB_52.jpg

我们也可以通过点击右上角的网络图标,在”Advanced Options“下,点击”Connection Information...“,查看热点信息:

0024_MP4GUSB_53.jpg

9.2 应用举例

使用手机连接这个热点,在测速网站上测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_54.jpg

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。

PC连接这个热点,然后使用SSH工具,可以成功连接树莓派OS,这样的话就可以无需网线和其它网络,通过4G网络无线控制开发板,给在外调试带来了很大的方便:

0024_MP4GUSB_55.jpg

十、Ubuntu系统下建立通过4G上网的热点

在Ubuntu系统下,我们可以通过树莓派本身自带的无线网卡(如树莓派5)建立热点,然后将树莓派的上网功能通过热点分享出去,本章介绍Ubuntu系统在4G上网的情况下,建立热点,使其它设备能通过这个热点,使用4G流量上网。

10.1 建立热点

Ubuntu系统启动后,4G联网成功,点击右上角的网络图标,点击”Wi-Fi“右侧的箭头,打开无线网络选项:

0024_MP4GUSB_56.jpg

点击”All Networks“,打开Wi-Fi配置:

0024_MP4GUSB_57.jpg

点击”Turn On Wi-Fi Hotspot...“,在弹出的窗口中输入热点的网络名称(即SSID)及密码(至少需要八位密码),然后点击”Turn On“:

0024_MP4GUSB_58.jpg

0024_MP4GUSB_59.jpg

这样就完成了热点的建立:

0024_MP4GUSB_60.jpg

在终端中执行ifconfig -a,可以看到热点(wlan0)的信息:

0024_MP4GUSB_61.jpg

10.2 应用举例

使用手机连接这个热点,在测速网站上测速,结果如下:

0024_MP4GUSB_62.jpg

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。

十一、注意事项

1. 自从2024年后,新版本的树莓派OS在有多个上网设备存在时,开机启动时有可能会把默认的上网设备指定到某一个设备上,这就是我们在上文提到的需要用udhcpc来指定新的默认上网设备的原因,这给某些需要开机即能上网的应用带来很大的不便,所以我们可以在rc.local文件里面,把udhcpc命令写进去,起到开机自动指定默认网络设备的效果。

2. 关于如何在rc.local文件添加开机命令,可以参考这里。在此我们所需添加的命令为(以EC20为例,usb0代表4G模块,名称以实际为准):

sleep 5 && sudo udhcpc -i usb0 && sleep 5 && sudo udhcpc -i usb0 && sleep 5 && sudo udhcpc -i usb0

sleep命令的作用是延迟多少秒执行之后的命令,因为4G模块获取IP地址需要一定的时间,所以为了防止udhcpc执行失败,需要多执行几次,并且在每一次执行命令之间加上一定的延迟。这样执行的结果,是等系统启动后,大约20秒左右可以使用4G网络。

3. 综上所述,我们可以将系统设置为开机即能4G上网,然后配置好Raspberry Pi Connect(Raspberry Pi Connect默认开机自启),从而达到设备开机后等待片刻就能在PC端远程控制该设备。

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