3012 CM4 5G Mini
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关键词
5G sub、高通、紫光展锐、移远、广和通、树莓派OS、Ubuntu、OpenWrt
一、简介
CM4_5G_Mini驱动板采用USB接口，针对小尺寸和低功耗应用场合，板子尺寸仅40.2*58.4mm，支持主流USB M.2 B-key接口5G模组，适用于5G模组尺寸为52*30mm，预留42*30mm。板载原装进口5A电流DC-DC电源芯片，PCB板沉金工艺，确保稳定可靠运行。5G模组在USB2.0模式下可稳定跑满310Mbps，可满足绝大多数应用场景。模组可直接固定在树莓派CM4/CM5核心板上方。
CM4_5G_Mini驱动板分两个版本：标配为USB2.0版本和新版本为USB3.0版本（板载USB3.0口和USB2.0口）；新USB3.0版本增加5V辅助供电功能，若主板的USB口给驱动板供电不足，可以通过辅助供电接口，单独给5G模组供电。我们实测过5G模组型号有紫光展锐的FM650-CN和RM500U-CNV/EA，高通的FM160-EAU、RM520N(530N)-GL/CN和RM551E-GL等。我们公司出货的5G模组已经对5G模组做好配置，在树莓派官方OS、Ubuntu下实现免驱免拨号，自动识别，无需额外装驱动。若客户自行购买的5G模组 ，需客户自己配置或自己整驱动。
二、硬件资源
1. 采用原装进口5A大电流DC-DC电源芯片，通过USB接口供电与通讯。
2. 一路USB M.2 B-Key接口，支持5G模组，尺寸为30*52mm/30*42mm，同时也支持USB的M.2 B接口的4G模组；
3. 两路SIM卡，Nano SIM卡和eSIM芯片，双通单待，可通过AT命令切换使用，默认使用Nano SIM卡。eSIM芯片规格为5*6mm，默认未焊接；
4. 一路通讯及供电接口：USB口，USB2.0版本为USB-C口和1.25mm-4Pin接口，USB3.0版本为USB3.0-C口和USB2.0（1.25mm-4Pin）；均二选一使用；
5. 一路辅助供电5V接口 2.54mm-2P（限USB3.0版本）；
6. 两盏LED灯：一个电源指示灯，一个工作状态灯；
7. 尺寸：40*(58.4+3.7)mm，尺寸兼容树莓派CM4/CM5；
8. PCB线路板沉金工艺，无铅生产，板材通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0。
| 2个版本区别 | CM4 5G mini | CM4 5G mini_USB3.0 |
|---|---|---|
| USB口 | USB2.0(USB-C和1.25mm-4P)二选一 | USB3.0(USB-C)和USB2.0(1.25mm-4P)二选一 |
| 辅助供电口 | 无 | 5V供电 2.54mm-2P |
| 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
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
我们测试用的树莓派OS的版本为：2024-11-19-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
硬件平台为CM4 5G mini搭配树莓派4B。我们已经将5G模组做好配置，在树莓派官方OS下免驱免拨号，自动识别。（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）
系统上电后，在树莓派终端中执行ifconfig -a，可以看到5G设备：
5G模组为usb0，且已获得IP地址。我们测试ping外网IP和域名，如：
ping 220.189.255.38
ping www.mcuzone.com
显示只能ping通IP，ping域名报DNS的错误：
此时需要安装DNS切换软件udhcpc。操作如下：
将树莓派4B的网口连到上级路由器，然后在树莓派终端中执行：
sudo apt install udhcpc
安装完毕后，拔掉网线，执行：
sudo udhcpc -i usb0
执行完毕后再ping IP和域名，均成功，说明5G模组工作正常：
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。
▶ 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：
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
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：
3.2 确认USB3.0接口
CM4_5G_Mini_USB3.0驱动板的USB3.0接口，当USB线正插或者反插，会使USB工作在USB3.0或USB2.0模式。如何判断USB线的正反插，进而确认工作在哪个模式，可通过运行lsusb -t来确认。
▶ 运行在USB3.0下：
在树莓派终端中执行lsusb和lsusb -t，显示如下：
红框处为5G模组，lsusb -t中显示见其工作在5000M下，则此时USB线为正插，运行在USB3.0下。
▶ 运行在USB2.0下：
在树莓派终端中执行lsusb和lsusb -t，显示如下：
红框处为5G模组，lsusb -t中显示见其工作在480M下，则此时USB线为反插，运行在USB2.0下。
四、Ubuntu 系统的操作
我们测试用的Ubuntu系统的版本为：ubuntu-25.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz。
下载地址：https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
硬件平台为CM4 5G mini搭配树莓派4B。我们已经将5G模组做好配置，在Ubuntu系统下免驱免拨号，自动识别。（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）
Ubuntu系统默认无ifconfig工具，系统启动后，先将树莓派4B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
安装完毕后拔掉网线，在Ubuntu终端中执行ifconfig -a，我们可以看到5G设备：
5G模组为以enx开头的设备，且已获得IP。我们测试ping外网IP和域名，如：
ping 220.189.255.38
ping www.mcuzone.com
显示只能ping通IP，ping域名报DNS的错误：
此时需要安装DNS切换软件udhcpc。操作如下：
将树莓派4B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 enx1a9e7dd8b5e3
执行完毕后再ping IP和域名，均成功，说明5G模组工作正常：
五、5G的AT命令使用
在树莓派OS和Ubuntu系统下的AT命令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：
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：
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/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。
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：
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、OpenWrt系统的操作
OpenWrt系统为我司编译，版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2711-rpi-4-squashfs-sysupgrade-lean-linux-6.12.43-qmodem-20250828.img.gz
CM4_5G_Mini驱动板+树莓派4B可以配置为：树莓派4B的千兆以太网为LAN，5G模组为WAN。
6.1 登录系统
将树莓派4的网口连接至PC，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，这就是OpenWrt系统的后台配置页面地址，如图所示192.168.198.1：
打开PC的网页浏览器输入192.168.198.1进入OpenWrt系统。默认用户名为root，默认密码为password：
6.2 查看网络
点击“服务 - 终端”，登录终端，默认用户名root，密码为password：
执行ifconfig -a，结果如下：
此时5G模组（usb1）已经获得了IP，即本系统已经将usb1设置成为WAN。
进入“网络 - 接口”，也可以看到有一个默认的5G网络连接已经在运行：
在终端中ping IP和域名，均成功，说明5G工作正常：
此时连接树莓派4B的千兆以太网（LAN口）的PC网卡的属性显示可以连接Internet：
因此PC可以通过5G模组上网。
6.3 设置5G模组为WAN
若客户使用其它OpenWrt系统，且该系统未将5G模组配置成WAN，则可以通过下列步骤进行配置：
进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口...”：
按下图进行配置5G网络（如“usb1”，“名称”可以自定义），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”：
自动返回上一页，点击“保存并应用”：
稍等片刻，就能看到5G网络获得了IP地址：
这样，我们就完成了WAN的设置。
6.4 使用AT命令
在OpenWrt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：
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