4002 R2S Plus 4G
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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
此4G模块是我们基于友善Nano Pi 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开发板上已预留2个天线孔。
4G模块是USB设备，连接到R2S Plus的USB口，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，确保提供的新固件实现4G模块自动识别。
二、OpenWrt系统测试
友善官方有些版本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，添加了4G模块驱动，因此提供的固件支持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。将R2S Plus的LAN口与PC的网口相连，上电并连接成功后，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模块被认成了eth2：
若是高通4G模块，则被识别成usb0，如下图所示：
之后设置4G为WAN，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”（CAT4 4G模块）或“usb0”（高通4G 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（若是高通4G则执行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。
2.2 测试内置WiFi模块作为无线热点
若您有选配机器自带的M.2 WiFi模块（RTL8822CS WiFi），可工作在AP模式（作为无线热点），供其它设备无线上网。
具体设置方法，请参阅友善官网：
https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPi_R2S_Plus/zh
经过设置后，我们可以看到这个热点已经激活，此时即可使用手机等设备去连接该热点：
因为在上一节中已经设置好了4G上网，因此此时4G模块作为WAN，无线热点作为LAN，手机连接后即可通过无线热点，利用4G网络上网。
手机连接无线热点进行上网测速，测速网站https://www.speedtest.cn/：
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。
2.3 其它功能
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
将R2S Plus的LAN口接上级路由器，然后PC连接到同一个上级路由器。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）：
▶搭配CAT4 4G，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。
▶搭配高通4G，高通4G识别成USB0，执行结果如下：
然后执行route，查看路由表，eth1（CAT4 4G）排在第一位，则是通过4G模块上网：
高通4G：usb0排在第一位，则是通过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的友善Ubuntu系统，默认优先通过4G网络上网，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（以CAT4 4G模块为例，eth2排第一位，如下图所示）：
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CAT4 4G模块的默认网关，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。
四、AT命令相关操作
4.1 AT命令操作
Ubuntu系统和FriendlyWrt的操作方法基本相同，FriendlyWrt需要在启动系统后，进入“服务 - 终端”，登录终端。
Ubuntu需要先安装usbutils，FriendlyWrt不需要安装：
apt install usbutils
以CAT4 4G模块为例（高通 4G模块的操作方法也类似），使用lsusb查看USB设备，红框处即为4G模块：
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（Mcuzone二次编译的FriendlyWrt已经内置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. 查看回显：
ate1
第一次输入AT命令可能没有回显，此时如果输入命令at后回车，有返回OK，就说明工作正常。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，就可以看到输入。
2. 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
3. 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
4. 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。
5. 查看4G模块的IMEI码：
at+cgsn
6. 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
7. 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。
8. APN设置
普通手机SIM卡，不需要任何设置，直接使用；有些物联网卡需要设置APN才能使用，以下是用户使用提供的参考，具体的APN代码需要SIM卡运营商提供。
移动卡：
AT+CPNETAPN=0,"cmnet","",""
电信卡：
AT+CPNETAPN=0,"ctnet","",""
4.2 修改4G模块的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：
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。
五、总结
此处仅介绍4G模块基于NanoPi R2S Plus的操作，不涉及到NanoPi R2S Plus开发板自身的操作及软件系统，关于NanoPi R2S Plus开发板资料，请前往友善官网查阅：
https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPi_R2S_Plus/zh
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