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0033 M5GUSB

来自Mcuzone Wiki

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关键词

树莓派、Raspberry Pi OS、Ubuntu、OpenWrt系统、istoreos、5G、AT命令、免驱、即插即用

一、简介

M5GUSB扩展板为专为树莓派5设计的5G模组驱动板，在树莓派官方OS、Ubuntu和OpenWRT下均免驱免拨号、自动识别。5G模组是USB设备，与树莓派5的USB3.0口通讯和供电，板载电源开关，另有辅助供电接口。5G全网通（支持电信，联通，移动）。我们使用的5G模组理论速率值约为300-900Mbps(DL)/100Mbps(UL)（依模块的型号而不同）。5G模组也适用于树莓派4B/3B。

二、硬件资源

1. 一路USB-A口，此接口即为通讯接口，也是供电接口，5G模组可无需额外供电；

2. 一路USB-C辅助供电接口（若使用树莓派5，且不使用树莓派官方电源适配器或者我司的USB A-C PD适配器，树莓派5的USB接口供电就会有600mA电流上限的限制，在这种情况下，建议给扩展板接上辅助供电）；

3. 一个电源开关，无需5G连接时可快速物理断开；

4. 一路M.2接口，用于接5G模组；

5. 一路Nano SIM卡座，单卡单待；复用一路eSIM芯片，封装为5*6mm，需用户自行采购及焊接；eSIM芯片更稳定可靠，更适合工业设备产品；功能和Nano SIM一样，且和Nano SIM二选一使用，不可同时使用，

6. 预留一路Nano SIM卡座，两路Nano SIM卡座二选一使用；

7. 两盏LED灯，其中一盏为电源指示灯，一盏为5G状态指示灯；

8. 4个5G天线座；

9. 板载一路2.54mm-2P 5V电源接口、 一路2.54mm-2P 3.3V电源接口；3.3V电源接口可用于组装侧涡轮风扇（驱动板反面，选配），用于给树莓派散热；

10. 预留一路调试串口；

11. 尺寸：85*56mm；

12. 线路板无铅生产；PCB板通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；

13. 4个M2.5定位孔，和树莓派5定位孔完全吻合；

14. 可选配套的铝合金外壳。

0033_M5GUSB_30.jpg

0033_M5GUSB_31.jpg

0033_M5GUSB_52.jpg

0033_M5GUSB_33.jpg

0033_M5GUSB_34.jpg

型号 RM500U-CNV RM500U-EA
频段 5G NR: 3GPP Release 15/ Release 16

NSA/SA operation, Sub-6 GHz

5G NR NSA: n41/78/79

5G NR SA: n1/3/5/8/28A/41/77/78/79

DL 4*4 MIMO: n1/28A/41/77/78/79

UL 2*2 MIMO: n41/77/78/79

DL 2*2 MIMO: n3/5/8

LTE Category: DL Cat 12, UL Cat 13

LTE-FDD: B1/3/5/8

LTE-TDD: B34/38/39/40/41

DL 2*2MIMO: B1/3/5/8/34/38/39/40/41

WCDMA: B1/5/8

5G NR: 3GPP Release 15

NSA/SA operation, Sub-6 GHz

5G NR NSA: n1/3/7/28/38/40/41/77/78

5G NR SA: n1/3/5/7/8/20/28/38/40/41/66/77/78

DL 4*4 MIMO: n1/3/7/28/38/40/41/66/77/78

UL 2*2 MIMO: n38/40/41/77/78

DL 2*2 MIMO: n5/8/20

LTE Category: DL Cat 12, UL Cat 13

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/20/28/66

LTE-TDD: B38/40/41

DL 2*2MIMO: B1/2/3/4/5/7/8/20/28/38/40/41/66

WCDMA: B1/2/5/8

数据 5G SA Sub-6: 2Gbps (DL)/1Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 2.2Gbps (DL)/575Mbps (UL)

LTE: 600Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42.2Mbps (DL)/11 Mbps (UL)

5G SA Sub-6: 2Gbps (DL)/1Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 2.6Gbps (DL)/650Mbps (UL)

LTE: 600Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42.2Mbps (DL)/11 Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃
型号 RM520N-GL RM530N-GL RM551E-GL
频段 5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

20/25/28/29/30/38/40/41/48/66/70/

71/77/78/79

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/ 25/26/28/29/30/38/40/41/

48/66/70/71/75/76/77/78/79

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/

14/17/18/19/20/25/26/28/29/

30/32/66/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/43/48

LAA: B46

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/25/26/28/29/30/38/40/41/48/

66/70/71/75/76/77/78/79/257/258/

260/261

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/25/26/28/ 29/30/38/40/41/48/

66/70/71/75/76/77/78/79

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/

14/17/18/19/20/25/26/28/29/30

/32/66/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/

43/48

LAA: B46

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/18/20/

25/26/28/29(Rx)/30/38/40/41/48/53/66/70/

71/75/76/77/78/79/92/94/257/258/260/261

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/18/20/25/

26/28/29(Rx)/30/38/40/41/53/48/66/70/71/

75/76/77/78/79/91/92/93/94/257/258/260/261

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/14/17/18/

19/20/25/26/28/29/30/32/66/70/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/43/48/53

LAA: B46(Rx)

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

数据 5G SA Sub-6: 2.4Gbps (DL)/900Mbps (UL)

5G NSA Sub-6: 3.4Gbps (DL)/550Mbps (UL)

LTE-FDD: 1.6Gbps (DL)/200Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps(UL)

5G SA Sub-6: 2.4Gbps (DL)/900Mbps (UL)

5G NSA Sub-6: 3.4Gbps (DL)/550Mbps (UL)

5G NSA mmWave：

4.0Gbps (DL)/1.4Gbps (UL)

LTE-FDD: 1.6Gbps (DL)/200Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps(UL)

5G SA Sub-6: 7.01 Gbps (DL)/1.25 Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 5.47 Gbps (DL)/730 Mbps (UL)

5G NSA mmWave:

10.94 Gbps (DL)/4.16 Gbps (UL)

LTE: 2 Gbps (DL)/ 211 Mbps (UL)

WCDMA: 42 Mbps (DL)/ 5.76 Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃
型号 FM160-EAU FM650-CN
频段 5G Sub-6: n1/3/5/7/8/20/28/38/40/41/75/76/77/78

LTE FDD: B1/3/5/7/8/20/28/32

LTE TDD: B38/40/41/42/43

WCDMA: B1/5/8

5G NR: DL 4*4MIMO: n1/3/5/7/20/28/

38/40/41/75/76/77/78

□□□□□□UL 2*2MIMO: n41/77/78

LTE: DL 4*4MIMO: B1/3/5/7/20/28/32/38/40/

41/42/43

5G Sub-6: n1/28/41/78/79

LTE FDD: B1/2/3/5/7/8

LTE TDD: B34/38/39/40/41

WCDMA: B1/2/5/8

5G NR: DL 4*4MIMO: n1/41/78/79

□□□□□□DL 2*2MIMO: n28

□□□□□□UL 2*2MIMO: n41/78/79

□□□□□□UL 1*1MIMO: n1/28

LTE: DL 2*2 MIMO: B1/2/3/5/7/8/34/38/39/40/41

□□□UL 1*1 MIMO: B1/2/3/5/7/8/34/38/39/40/41

数据 NR SA: 2.5Gbps (DL)/900Mbps (UL)

NR NSA: 3.5Gbps (DL)/555Mbps (UL)

LTE: 1.6Gbps (DL)/211Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps (UL)

NR SA:1.92Gbps (DL)/600Mbps (UL)

NR ENDC: 1.92Gbps (NR DL)/380Mbps (NR UL)

LTE: 487Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/11Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃

三、树莓派OS的操作

5G模组在树莓派系统里自动识别，免驱免拨号。在系统里识别成usb设备。

不同的树莓派系统版本，对于网络管理的策略有差异，基于64位系统版本，我们对5G模组配置后进行测试，结果如下：

5G模组型号 系统版本 测试结果
RM500U-CNV/EA 2023-05-03-bullseye 免驱免拨号，自动识别，即插即用，自动联网。
RM520N/530N-GL/CN
RM551E-GLES
FM160-EAU
FM650-CN
RM500U-CNV/EA 2023-12-05-bookworm 免驱免拨号，自动识别，但是可能会碰到联网失败，系统需要安装DNS软件。
RM520N/530N-GL/CN
RM551E-GLES 免驱免拨号，自动识别，即插即用，自动联网。
FM160-EAU 免驱免拨号，自动识别，但是可能会碰到联网失败，系统需要安装DNS软件。
FM650-CN 免驱免拨号，自动识别，即插即用，自动联网。
RM500U-CNV/EA 2024-11-19-bookworm 免驱免拨号，自动识别，但是可能会碰到联网失败，系统需要安装DNS软件。
RM520N/530N-GL/CN
RM551E-GLES 免驱免拨号，自动识别，即插即用，自动联网。
FM160-EAU 免驱免拨号，自动识别，但是可能会碰到联网失败，系统需要安装DNS软件。
FM650-CN
RM500U-CNV/EA 2025-05-13-bookworm 免驱免拨号，自动识别，但是可能会碰到联网失败，系统需要安装DNS软件。
RM520N/530N-GL/CN
RM551E-GLES
FM160-EAU
FM650-CN

3.1 测试5G模组

测试使用的树莓派OS：2025-05-13-raspios-bookworm-arm64.img.xz。

下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

将5G模组插入M5GUSB扩展板，然后将M5GUSB扩展板的USB-A接口与树莓派5的USB 3.0-A接口相连，启动系统。

注意：如果不使用树莓派官方电源适配器，或者我司的USB A-C PD适配器，树莓派5的USB接口供电就会有600mA电流上限的限制，在这种情况下，建议给扩展板接上辅助供电。

在树莓派终端中执行ifconfig -a：

上图我们可以看到5G模组（usb0）已经正确获得了IP地址。

此时我们ping IP和域名，如：

ping 220.189.255.38

ping www.mcuzone.com

ping IP成功，但ping域名报错，说明系统的DNS设置有问题：

0033_M5GUSB_03.jpg

将树莓派5的网口与上级路由器相连，然后在树莓派终端中执行下列命令安装udhcpc软件：

sudo apt install udhcpc

1005_Zero-DETH_DUSB_55.jpg

安装完毕后，拔掉树莓派5的网口的网线，执行：

sudo udhcpc -i usb0

0033_M5GUSB_04.jpg

执行成功后，我们再ping IP和域名，均成功，说明5G模组工作正常：

0033_M5GUSB_05.jpg

如果系统启动后5G模组没有自动获取IP地址，执行udhcpc命令也可以使其获取IP地址。

3.2 查看和切换上网优先级

如果在系统中存在多个同时可以上网的网络连接，可以使用route命令来查看上网优先级，即系统默认通过哪个连接上网：

3012_CM4_5G_Mini_74.jpg

此时usb0排第一位，即系统默认通过5G模组上网。

如果想要让有线网络（eth0）成为默认上网连接，可执行：

sudo udhcpc -i eth0

3012_CM4_5G_Mini_75.jpg

执行完毕后再执行route，可以看到此时eth0排第一位，即系统默认通过有线网络上网：

3012_CM4_5G_Mini_76.jpg

四、Ubuntu系统的操作

测试的Ubuntu系统：ubuntu-25.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz。

下载地址：

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

5G模组在Ubuntu系统里自动识别，免驱免拨号，自动识别成以enx开头的设备。（如用户自己的5G模组，需要自己配置或者自己整驱动，不然无法实现免驱的，无法参考此章节）

将5G模组插入M5GUSB扩展板，然后将M5GUSB扩展板的USB-A接口与树莓派5的USB 3.0-A接口相连，启动系统。

注意：如果不使用树莓派官方电源适配器，或者我司的USB A-C PD适配器，树莓派5的USB接口供电就会有600mA电流上限的限制，在这种情况下，建议给扩展板接上辅助供电。

Ubuntu系统默认无ifconfig工具，系统启动后，先将树莓派5的网口与上级路由器相连，在Ubuntu终端中手动安装：

sudo apt install net-tools

然后拔掉树莓派5的网口的网线，在Ubuntu终端中执行ifconfig -a：

上图我们可以看到5G模组（以enx开头的设备）已经正确获得了IP地址。

此时我们ping IP和域名，如：

ping 220.189.255.38

ping www.mcuzone.com

ping IP成功，但ping域名报错，说明系统的DNS设置有问题：

0033_M5GUSB_09.jpg

此时需要安装DNS切换软件udhcpc。操作如下：

将树莓派5的网口连到上级路由器，然后在Ubuntu终端中执行：

sudo apt install udhcpc

安装完毕后，拔掉网线，执行：

sudo udhcpc -i enxde13f9eed090

执行成功后，我们再ping IP和域名，均成功，说明5G模组工作正常：

0033_M5GUSB_11.jpg

五、5G模组的其它操作

本章所提到的5G模组的操作，在树莓派OS和Ubuntu系统下的使用方法是一样的，这里以树莓派OS为例。

5.1 使用AT命令

以RM520N-GL为例，在树莓派终端中执行命令lsusb，如下图所示：

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 2c7c 0801 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行上述两条命令之后，再执行ls /dev/ttyUSB*，此时应该能看到dev设备下有生成ttyUSB0-3四个设备：

0033_M5GUSB_13.jpg

如果前面两条命令执行有误，就不能正确生成这些设备，需要重新正确执行那两条命令。

在默认情况下，RM520N-GL的AT命令串口为ttyUSB2。

安装minicom工具：

sudo apt-get install minicom

通过minicom打开AT命令串口：

sudo minicom -D /dev/ttyUSB2

（注意，典型情况下会出现ttyUSB0-3四个端口，一般系统下AT口是ttyUSB2，如果不行，可以尝试其它端口如ttyUSB0。如果有多个USB转串口设备，则需要进一步的尝试直至找到正确的AT端口。）

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，回车可以看到结果。

0033_M5GUSB_15.jpg

5.2 常用的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：

不同型号的5G模组，检查天线信号质量的AT命令会有不同，主要的测试命令有以下两个：

  • at+QRSRQ

适用于RM520N、RM530N、RM551E等。

返回值举例如下：

+QRSRQ:-12,-16,-32768,-32768, NR5G

第一个数字表示PRX路径的RSRQ值。范围：-20~-3dB；

第二个数字表示DRX路径的RSRQ值。范围：-20~-3dB；

看前两个数字即可。

RSRQ 覆盖强度级别 备注
RSRQ > -10dB 1 信号质量非常好，适用于高速数据传输和高质量的语音通话。
-10dB ≤ RSRQ ≤ -15dB 2 信号质量良好，适用于大多数数据传输和语音通话。
-15dB ≤ RSRQ ≤ -20dB 3 信号质量一般，适用于低速数据传输和低质量的语音通话。
RSRQ < -20dB 4 信号质量非常差，可能会导致数据传输速度变慢或者连接中断。

上述例子中的RSRQ值分别为-12dB和-16dB，表示信号质量在良好和一般之间。

  • at+CESQ

适用于RM500U、FM160、FM650等。

返回值举例如下：

+CESQ: 99,99,255,255,255,255,74,59,68

最后一位数字可以计算RSRP值，可以通过这个值判断信号强度，方法如下：

将这个值减去140即为RSRP值，如这个例子中就是RSRP=68-140=-72dBm，然后查表：

RSRP(dBm) 覆盖强度级别 备注
RSRP<=-105 6 覆盖差。业务基本无法起呼。
-105<RSRP<=-95 5 覆盖较差。室外语音业务能够起呼，但呼叫成功率低，掉话率高。室内业务基本无法发起业务。
-95<RSRP<=-85 4 覆盖一般，室外能够发起各种业务，可获得低速率的数据业务。但室内呼叫成功率低，掉话率高。
-85<RSRP<=-75 3 覆盖较好，室外能够发起各种业务，可获得中等速率的数据业务。室内能发起各种业务，可获得低速率数据业务。
-75<RSRP<=-65 2 覆盖好，室外能够发起各种业务可获得高速率的数据业务。室内能发起各种业务，可获得中等速率数据业务。
RSRP>-65 1 覆盖非常好。

RSRP=-72dBm为覆盖强度级别2，覆盖强度级别好，即信号强度好。

3. 检查注网情况：

at+cops?

正常应该返回运营商代码和7或者11，7代表4G，11代表5G。

注意，以上三条命令只有检查天线信号质量的at+QRSRQ/at+CESQ不要加问号，另外两条命令需要加问号。

4. 查看5G模块的IMEI码：

at+cgsn

5. 重启5G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. 开关射频：

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5G模组的情况下让模组重新注网。

六、iStoreOS系统的操作

iStoreOS是一个基于OpenWrt系统的路由兼轻NAS系统，兼容树莓派5的硬件，本文档测试采用的iStoreOS的版本为：istoreos-24.10.1-2025052311-raspberrypi-rpi5-squashfs.img.gz，下载地址：

https://fw.koolcenter.com/iStoreOS/rpi5/

我们可以将5G模组设置成为WAN口，供与树莓派5的千兆网口连接的下级设备上网。

6.1 登录系统

iStoreOS默认的LAN是树莓派5的千兆网口，因此我们将树莓派5的千兆网口连接至PC，系统启动后，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iStoreOS的后台配置页面地址，如图所示，本文测试的地址为192.168.100.1：

然后打开网页浏览器输入192.168.100.1，进入iStoreOS系统。默认用户名为root，默认密码为password：

6.2 设置WAN口

在首页的右侧可以看到网络接口状态，如下图所示：

eth0为树莓派5的千兆网口，即默认的LAN口；

usb0为5G模组，我们将要把usb0设置为WAN。

点击“服务 - 终端”，登录iStoreOS的终端，用户名为root，默认无密码：

执行ifconfig -a，也可以查看网络接口状态，如下所示：

点击“网络 - 接口”-“添加新接口”：

“名称”设置为“WAN5G”（可自定义），“协议”选择“DHCP客户端”，“设备”选择“usb0”，然后点击“创建接口”按钮：

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

保存后返回上一页面，点击“保存并应用”：

这样，网络接口就设置完成了。稍等片刻，即可见到usb0（5G模组）获取了IP地址：

返回首页，可以在网络接口状态看到，usb0设置成为了WAN口：

6.3 测试上网

此时，整套树莓派5+5G模组相当于一个无线路由器，与树莓派5相连的PC可以通过5G模组上网。PC网卡的属性显示可以连接Internet：

因此PC可以上网。

6.4 使用AT命令

在iStoreOS系统里使用5G模块的AT命令，可通过minicom串口工具来执行，需先在系统里安装minicom串口工具，操作如下（确保系统的WAN口能连接外网）：

点击“系统 - 软件包”，点击“更新列表”按钮：

更新完毕后关闭提示窗口：

在“下载并安装软件包”下面的框内填写“minicom”，然后点击“确认”：

点击“安装”：

安装完毕后点击“关闭”：

然后登录终端，在终端中设置串口，以RM520N-GL为例，在终端中执行命令lsusb，如下图所示：

本模块的id为2c7c 0801，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 2c7c 0801 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行上述两条命令之后，再执行ls /dev/tty*，此时应该能看到dev设备下有生成ttyUSB0-3四个设备：

如果前面两条命令执行有误，就不能正确生成这些设备，需要重新正确执行那两条命令。

在默认情况下，RM520N-GL的AT命令串口为ttyUSB2。

通过minicom打开AT命令串口：

minicom -D /dev/ttyUSB2

（注意，典型情况下会出现ttyUSB0-3四个端口，一般系统下AT口是ttyUSB2，如果不行，可以尝试其它端口如ttyUSB0。如果有多个USB转串口设备，则需要进一步的尝试直至找到正确的AT端口。）

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，回车可以看到结果：

常用的AT命令，请参阅：

5.2 常用的AT命令

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