4002 R2S Plus 4G

关键词

友善、NanoPi R2S Plus、RK3328、双千兆、软路由、4G TLE、FriendlyWrt、OpenWrt、OpenMediaVault、Debian、Ubuntu

一、4G模块的介绍

R2S Plus配套4G是我们基于R2S Plus设计的一款4G LTE产品；CM4 4G mini模块搭配专门设计的4G载板，且重新设计了3D打印底座，用于替代R2S Plus外壳的底座，将4G天线内置；若不用WiFi，也可以将4G天线外置，R2S Plus机器上已预留2个天线孔。

4G模块是USB设备，连接到R2S Plus的USB口，R2S Plus自身可选配WiFi；因此4G模块和WiFi配合R2S Plus可以实现4G随身软路由，分享WiFi热点。使其更适合空间有限的高速高性能网络应用。4G模块是全网通，支持电信移动联通三大运营商。

我们在友善官方FriendlyWrt系统基础上二次编译，添加4G驱动，确保新固件实现4G模块自动识别。

二、OpenWrt系统测试

友善官方FriendlyWrt系统不支持4G模块，我们在友善官方FriendlyWrt系统的基础上进行了二次编译，勾选4G驱动，进而是新固件支持4G模块。

我们的系统烧写包版本：friendlywrt_23.05_20240823_rk3328_arm64_sd.img.gz

4G模块在OpenWrt系统里做WAN口使用。用网线将R2S Plus的LAN口与PC的网口相连，PC浏览器打开192.168.2.1，登录系统后台页面（默认用户名root，密码password）。

2.1 测试4G模块

启动系统，进入“服务 - 终端”，登录终端，默认用户名root，密码password：

执行ip addr，结果如下，可以看到CAT4 4G模组被认成了eth2：

若是高通4G模块，则被识别成usb0，如下：

78.jpg

要使用4G模块上网，需要添加4G接口，步骤如下：

进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

按下图进行配置（“名称”可以自定义），设备选择“eth2”（国产CAT4 4G模块）或“usb0”（高通4G LTE模块），然后点击“创建接口”：

点击“防火墙设置”，在“创建/分配防火墙区域”中，选择wan，然后点击“保存”：

自动返回“接口”页面，点击“保存并应用”：

稍等片刻，我们可以看到4G模块已经获得了IP地址：

回到终端，执行ifconfig eth2（或者ifconfig usb0）查看4G模块的网络参数：

ping域名成功，说明4G模块已经能正常上网：

4G模块上网测速：

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。

将4G模组设置为WAN口即可上网：

三、Ubuntu系统测试

3.1 测试4G模块

将Ubuntu系统（命令行版本，无图形化桌面）烧写进TF卡。

我们测试的友善官方烧写包版本：rk3328-sd-ubuntu-noble-core-6.1-arm64-20241112.img.gz

用网线将R2S Plus的LAN口接上级路由器，然后PC通过连接同一个上级路由器，插入已安装SIM卡4G模块和烧好系统的TF卡。系统启动后，通过路由器的后台，查看R2S Plus的ip地址，本文档中系统所获得的地址为：192.168.8.65。 PC上下载安装终端软件MobaXterm，MobaXterm下载地址：

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

使用MobaXterm软件，通过SSH连接系统（用户名root，密码fa）：

3.1.1 测试国产CAT4 4G模块

本节插入测试的4G模块是国产CAT4 4G模块。

执行ip addr，查看网络参数如下：

2: eth0是R2S Plus的WAN口，没有接网线，所以没有IP地址；

3: eth1是4G模块，已经正确获得了ip地址；

4: wlan0是R2S Plus的自带无线网卡，未连接热点；

6: eth2是R2S Plus的LAN口，接上游路由器，已经正确获得了ip地址。

执行route，查看路由表，eth1排在第一位，因此此时是通过4G模块上网：

此时我们ping IP和域名，均成功，说明4G模块工作正常：

3.1.2 测试高通 4G LTE模块

本节插入测试的4G模块是高通 4G LTE模块。

执行ip addr，查看网络参数如下：

2: eth0是R2S Plus的WAN口，没有接网线，所以没有IP地址；

3: wlan0是R2S Plus的自带无线网卡，未连接热点；

5: usb0是4G模块，已经正确获得了ip地址；

6: eth1是R2S Plus的LAN口，接上游路由器，已经正确获得了ip地址。

执行route，查看路由表，usb0排在第一位，因此此时是通过4G模块上网：

此时我们ping IP和域名，均成功，说明4G模块工作正常：

3.2 网络优先级的修改

R2S Plus的Ubuntu系统，默认情况下，优先通过4G网络上网。

以国产CAT4 4G模块为例（高通 4G LTE模块的修改方法也类似），如果要优先使用有线网络上网的话，可以运行命令：

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（eth2排第一位）：

这样网络就默认走有线网络了，如果需要改回默认走4G网络，请运行：

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.6.1

或者重启系统即可。

其中192.168.6.1为4G模组的默认网关，请以实际为准。

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有线网络/无线网络，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。

3.3 AT命令操作

先安装usbutils：

apt install usbutils

以国产CAT4 4G模块为例（高通 4G LTE模块的操作方法也类似），使用lsusb查看USB设备，红框处即为4G模组：

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：

安装串口软件minicom：

apt install minicom

通过minicom打开AT命令串口：

minicom -D /dev/ttyUSB1

（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。

3.4 修改4G模组的IP地址

如果出厂默认的4G IP地址和用户使用的IP地址有冲突，或有修改IP地址的需求，可按照下列步骤进行修改：

国产CAT4 4G模块：

执行AT命令：

AT+ROUTEIP=<newip>

注意，只支持192.168.x.1这样格式的地址，如果设置了AT+ROUTEIP=192.168.3.1，最终获得的IP为192.168.3.100，修改完后需断电重启系统。

查询当前IP：AT+ROUTEIP?，返回两个值，前一个为旧IP，后一个为新IP。

测试命令：AT+ROUTEIP=?

高通 4G LTE模块：

将4G模块的IP改为直接获取公网IP即可，请执行AT命令：

设置IP为公网：AT+GTIPPASS=1

设置IP为内网：AT+GTIPPASS=0

查询当前IP为公网还是内网：AT+GTIPPASS?

修改IP完毕后需要断电重启才能生效。

wwww

5.2 友善电子FriendlyWrt主要功能

友善官方烧写包版本：rk3328-sd-friendlywrt-23.05-20240314.img.gz

5.2.1 支持内置WiFi上网

NanoPi R2S Plus可选配SDIO接口的RTL8822CS WiFi模块，接口为M.2接口，可工作在AP模式，亦可工作在无线中继模式实现无线扩展。

5.2.1.1 Client模式连接到主无线路由器

点击 ”网络 - 无线“，在界面上点击”Generic MAC80211 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 R2S Plus作为client，测速大约为225Mbps：

NanoPi R2S Plus作为server，测速大约为302Mbps：

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。

5.2.1.2 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，请先删除或者禁用这个接口。

在界面上点击”Generic MAC80211 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：

手机连接无线热点上网测速（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。

Master模式下，PC连NanoPi R2S Plus建立的无线热点，使用iperf3在PC和NanoPi R2S Plus之间测速：

NanoPi R2S Plus作为client，测速大约为301Mbps：

NanoPi R2S Plus作为server，测速大约为305Mbps：

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。

5.2.1.3 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“Generic MAC80211 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“Generic MAC80211 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：