0020 MP4GM（PCIe转USB 4G LTE）

关键词

树莓派、 Raspberry Pi、4G LTE、PCIe、mini PCIe、扩展板、AT命令

二、硬件资源

三、系统烧写及设置

3.1 概述

本文档采用树莓派OS、Ubuntu OS和OpenWrt系统进行测试。

树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：

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

Ubuntu OS的版本为：

ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz（图形化版本）

ubuntu-24.04-preinstalled-server-arm64+raspi.img.xz（Server版，命令行版本）

Ubuntu OS下载地址：

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

OpenWrt系统版本为：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 关于网络策略的一些知识

在开始测试MP4GM扩展板前，我们需要了解以下知识：

如何设置网卡优先级

利用udhcpc指定DNS服务器

四、树莓派OS的操作

4.1 4G模组的联网

我们的4G模块都属于免驱，免拨号，树莓派官方OS下，自动识别，不同的4G型号，识别的设备型号不一样，一般为eth1或USB0设备。4G型号如下：

国产CAT4，中兴CAT4，移远EC20语音GPS版本（有打电话发短信功能），高通4G，高通4G-GPS版本，还有国外版本，比如高通4G欧洲版，北美版等。

4.1.1 高通4G模组

系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为05c6 90b6，记录下这个值。

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：

正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为慢闪，中间有短暂快闪。

4.1.2 国产CAT4模组

系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为1286 4e3d，记录下这个值。

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：

正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为慢闪。

4.1.3 中兴4G CAT4模组

系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为2cb7 0001，记录下这个值。

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：

正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为快闪。

4.1.4 EC20模组

系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为2c7c 0125，记录下这个值。

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：

正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为慢闪。

4.1.5 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

也可以通过4G模块连接外网，访问测速网站测速，结果如下：

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 操作AT命令

4.2.1 打开串口

以高通4G模组为例，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'

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：

然后通过minicom打开AT命令串口：

sudo minicom -D /dev/ttyUSB0

直接键入AT命令，回车可以看到结果，如果需要查看回显，请键入命令：ate1。

注意：4G模组型号可能会变更，但流程一样，只需要用lsusb查看实际的USB ID并在后续命令中将USB ID替换为实际值即可。

4.2.2 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。

五、Ubuntu的操作

Ubuntu系统（图形化版本）下使用4G模块与树莓派OS下基本相同。只是在执行ifconfig -a时，4G模块的标识为enx开头的网卡，其余操作步骤均相同。

Ubuntu系统（Server版，命令行版本）下，基于树莓派板子，默认只开启一路网络，所以要使用第二路第三路网络，都需要手动添加网卡才能使用，步骤如下：

首先需要配置用户名和密码。

然后，需要配置网络，配置完毕后就能在命令行界面下进行测试了。

下面是一张树莓派5搭配Ubuntu Server版时，使用国产CAT4模组，50-cloud-init.yaml文件的配置截图，供参考：

六、OpenWrt的操作

此扩展板搭配树莓派5，在OpenWrt系统下可配置为一进一出的交换机模式，扩展板上的4G可作为WAN口（直接4G上网），网口配置为LAN口，用于连接PC。

我们4G在OpenWrt系统的内核源码里是自带驱动的，无需额外独立加载驱动，但是用户自己的openwrt固件也有可能编译后不带4G驱动，如何查询是否有4G驱动，在界面“终端”里执行ifconfig-a，如果有出现usb0或者eth1设备，那就是自动识别4G了。如果没有这2个设备，说明这固件没有4G驱动，需要你更换固件，也可以联系我们客服，获取编译好的含4G驱动的固件。如果您的固件有4G设备，那请继续下面的操作。

6.1 登录操作界面

插上烧好OpenWrt系统的TF卡，用千兆网线将树莓派连接至PC网口，上电启动系统，待PC的网卡与树莓派的网口连接成功后，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：

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。

6.2 添加网络接口（4G模组）

下列测试以高通4G模组为例，它和EC20的接口都是usb0，如果换成国产CAT4或中兴CAT4，只需将设置接口时，把usb0改成eth1即可。

进入OpenWrt系统后，然后进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

新接口的设置如下图，其中”usb0“即为4G模块：

然后点击”提交“。

在”防火墙设置“中，区域选择”wan“，然后点击”保存&应用“：

稍等片刻，我们在”网络 - 接口“中就能看到WAN口已经通过4G模块获得了IP：

此时我们在TTYD终端中，执行ifconfig -a，就能看到usb0的参数，ping公网地址也能成功，说明此时可以通过4G模块上网：

同时我们可以在与树莓派相连的PC的网卡连接中，看到以太网的连接状态是Internet，表示此时PC也可以通过这个4G模组上网：

6.3 测试4G模块

此时PC的网卡通过树莓派的LAN口获取了IP地址，可让PC直接通过4G模块上网。

在PC端打开https://www.speedtest.cn/进行测速，此时流量走的是4G模块，测试结果如下：

注意：4G网络测速受网络信号和测试方法影响，速度请以实际为准。

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