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
一、简介
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，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
四、准备工作
在开始测试MP4GM扩展板前，我们需要了解以下知识：
五、树莓派系统下使用演示
5.1 搭配多款4G模组联网演示
5.1.1 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。
5.1.2 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。
5.1.3 L716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（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。
5.1.4 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。
5.1.5 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。
5.2 打开串口
以NL668-AT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。另外，有部分4G Cat1模组的芯片组ID已经被内核加入支持列表，这类Cat1模组无需添加USB ID即可自动识别为ttyAMAx。
5.3 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。
六、Ubuntu系统下使用演示
6.1 搭配多款4G模组联网演示
Ubuntu系统下使用4G模块与树莓派OS下基本相同。
6.1.1 高通4G模组
系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，显示本模块的id为05c6 90b6。
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。
此时可以正常上网。
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。
6.1.2 国产CAT4模组
系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，显示本模块的id为1286 4e3d。
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。
此时可以正常上网。
正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为慢闪。
6.1.3 L716模组
系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，显示本模块的id为2cb7 0001。
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。
此时可以正常上网。
正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为快闪。
6.1.4 EC20模组
系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令lsusb，显示本模块的id为2c7c 0125。
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。
此时可以正常上网。
正常状态下，扩展板上的”4G“LED灯，状态为慢闪。
6.1.5 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。
6.2 其它测试
在Ubuntu系统下，打开串口和常用AT命令操作均与在树莓派系统下的操作相同。
七、OpenWrt系统操作演示
7.1 概述
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。
7.2 准备工作
本文使用的OpenWrt系统为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz
烧写OpenWrt系统并上电启动后，我们通过树莓派自带网口连接网线至PC网口，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。
7.3 4G模组测试
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L716，只需将设置接口时，把usb0改成eth1即可。
进入OpenWrt系统后，如前所述，用网线把树莓派的网口和PC的网口直连，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：
同时我们可以在与扩展板相连的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：
7.4 测试4G模块网速
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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