4003 FriendlyElec NanoPi NEO3
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
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；
一路USB-C，是NEO3自身的USB2.0口，从NEO3的IO里引出；
一路4G CAT1 LTE；
一路IPEX 1代天线口；
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；
三路LED：分别为STS，mode，NET；
三个M2.5的安装孔；
尺寸：最大边为51*52mm；
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
5.1 系统配置4G
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：
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。
5.2 FriendlyWrt的应用
5.3.1 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。
5.3.1.1 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。
5.3.1.2 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。
5.3.1.3 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。
5.3.1.4 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。
5.3.2 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。
5.3.3 刷机方式
友善电子提供了USB（线刷）、SD、eflasher（卡刷）三种形式的固件包，但是NanoPi NEO3没有eMMC，所以只能使用从SD卡启动的方式，详情请参阅友善电子官方文档。
5.3.4 Adblock
5.3.5 统计
如温控统计、处理器统计等：
5.3 Mcuzone新增功能
Mcuzone系统烧写包版本：friendlywrt_23.05_20240823_rk3328_arm64_sd.img.gz
5.3.1 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5.1节所述，将NanoPi NEO3的原生网口设置为LAN口。
以Air600E 4G模组为例，将已插入SIM卡的4G模组与NanoPi NEO3通过排针连接，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：
此时PC通过Air600E 4G模组可以上网，测试下网速：
如果4G模组为USB接口，则将4G模组直接插入NanoPi NEO3的USB-A口，即可配置使用。
5.3.2 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。
5.3.3 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。
5.3.4 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。
5.5 Ubuntu Noble Core 6.1系统测试
5.5.1 烧写系统及设备连接
首先将Ubuntu Noble Core 6.1系统烧写进TF卡。
友善官方烧写包版本：rk3328-sd-ubuntu-noble-core-6.1-arm64-20240818.img.gz
本次测试的目的：验证NanoPi NEO3的原生千兆网口接内网，通过内网PC连接SSH控制操作系统，确认可以通过4G模组连接Internet。
连接方法：
NanoPi NEO3的原生千兆网口接无线路由器的有线网口，PC通过无线网络连接无线路由器，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。
5.5.2 SSH连接系统
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）：
5.5.3 测试网络连接
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。
5.5.4 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：
5.6 Friendlycore-focal系统测试
5.6.1 烧写系统及设备连接
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
5.6.2 SSH连接系统
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）：
5.6.3 测试网络连接
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：
5.6.4 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：
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，请到友善官网下载：
https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPi_NEO3/zh
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