0024 M4GUSB（树莓派5的USB4G）
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
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
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SIM卡的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。
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：
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
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。
4.1.3 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：
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'
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：
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
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。
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：
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
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。
4.2.3 打开串口
在Ubuntu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：
sudo modprobe option
sudo 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：
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
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。
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：
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：
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：
在“网络 - 接口”中，点击“添加新接口”：
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：
在防火墙设置中选择WAN口后点击“保存&应用”按钮：
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：
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：
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
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：
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：
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：
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：
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。