1.4G模塊使用簡(jiǎn)介

4G模塊需要搭配著SIM卡（【普通SIM卡】或【物聯(lián)網(wǎng)卡】）使用，因此需要通過(guò)AT指令進(jìn)行撥號(hào)上網(wǎng)。而且在Linux系統(tǒng)中，它作為一個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備被使用，因此也需要對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置管理。

由于AT指令僅在初始化網(wǎng)卡時(shí)用到，因此本文會(huì)著重介紹4G模塊相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)配置。

1.1 netplan與yaml文件

1.1.1 背景

本分析系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境采用的是Ubuntu22.04系統(tǒng)。由于Ubuntu從18.04版本不再使用 ifupdown 配置網(wǎng)絡(luò)，而改用 netplan，所以在 /etc/network/interfaces 配置固定IP是無(wú)效的，必須在/etc/netplan/中進(jìn)行使用yaml文件網(wǎng)絡(luò)配置，即我們需要了解yaml文件的基礎(chǔ)語(yǔ)法。

1.1.2 YAML文件語(yǔ)法基礎(chǔ)及注意事項(xiàng)

以下語(yǔ)法并不包含YAML的所有語(yǔ)法，只說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)配置中所需語(yǔ)法。更詳細(xì)的語(yǔ)法知識(shí)請(qǐng)參考YAML官網(wǎng)：https://yaml.org/

l 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用鍵值對(duì)的形式，即（鍵名稱: 值），注意冒號(hào)后面要有空格。

l 數(shù)組有兩種表達(dá)方式，例如配置雙ip地址時(shí)每個(gè)元素單獨(dú)一行，并以（- ）開(kāi)頭；配置DNS時(shí)使用方括號(hào)，元素用逗號(hào)隔開(kāi)。如下圖所示。

l 使用縮進(jìn)表示層級(jí)關(guān)系，縮進(jìn)使用空格不推薦使用 tab，因?yàn)樵诓煌到y(tǒng) tab 長(zhǎng)度可能不一樣。

l 字母大小寫敏感。

1.2 AT指令

AT指令：4G模塊需要通過(guò)AT指令來(lái)設(shè)置其工作狀態(tài)以及某些參數(shù)。而AT指令本質(zhì)是一種串口通信，都以”AT”開(kāi)頭，以(即\r回車符)結(jié)束，模塊運(yùn)行后，串口默認(rèn)的設(shè)置為：8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)位、硬件流控制（CTS/RTS）。注意為了發(fā)送AT命令，最后還要加上 (即\n換行符)這是串口終端要求。在Linux系統(tǒng)中，通過(guò)/dev/ttyUSB*設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收發(fā)。對(duì)于AT指令的發(fā)送，除AT兩個(gè)字符外，最多可以接收1056個(gè)字符的長(zhǎng)度（包括最后的空字符）。其分類以及指令格式如下圖所示。

1.3 硬件接口說(shuō)明

1.3.1 MINI-PCIE

1.3.2 sim卡接口

普通SIM卡：就是我們平時(shí)使用的電話卡，這種SIM卡與4G模塊沒(méi)有綁定關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)卡：需要與4G模塊進(jìn)行綁定。一張物聯(lián)網(wǎng)卡僅能與一個(gè)4G模塊進(jìn)行綁定，而同一個(gè)4G模塊可同時(shí)綁定多張物聯(lián)網(wǎng)卡。

2.撥號(hào)上網(wǎng)

2.1 確認(rèn)yaml配置

用以下命令查看開(kāi)發(fā)板網(wǎng)絡(luò)配置存放路徑，會(huì)發(fā)現(xiàn)有4個(gè)配置文件。其中61-mobile0-init.yaml是【4G網(wǎng)卡】相關(guān)的netplan配置。

ls /etc/netplan/

若不存在，則需要手動(dòng)創(chuàng)建。下面是一個(gè)把mobile0配置成DHCP的示例：

network: version: 2 renderer: networkd ethernets: mobile0: optional: true dhcp4: true nameservers: addresses: [8.8.8.8, 8.8.4.4] dhcp4-overrides: route-metric: 250

如果對(duì)yaml進(jìn)行過(guò)了修改，則需要執(zhí)行下方命令進(jìn)行更新：

sudo netplan generate sudo netplan apply

2.2 確認(rèn)正確識(shí)別4G網(wǎng)卡

執(zhí)行命令lsusb。若能正確識(shí)別，會(huì)如下圖所示出現(xiàn)Quectel Wireless

再執(zhí)行命令ifconfig。若能正確識(shí)別，會(huì)如下圖所示出現(xiàn)mobile0

ifconfig

2.3 撥號(hào)操作

系統(tǒng)與4G模塊的控制交互，通常是通過(guò)USB串口實(shí)現(xiàn)，具體的控制交互方式就是利用USB串口傳輸AT指令進(jìn)行。那么首先就要看一下都有那些USB串口資源：

通過(guò)詢問(wèn)模塊制造商，獲取《USB驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)指導(dǎo)書(shū)》，查詢找到對(duì)應(yīng)模塊用作【Modem】的USB串口，就是通過(guò)此串口進(jìn)行撥號(hào)操作。具體如圖所示。

撥號(hào)指令就是其中一條AT指令，具體指令是：AT+QNETDEVCTL=3,1,1。而EC200N-CN(CAT1)的撥號(hào)指令是通過(guò)/dev/ttyUSB2進(jìn)行傳輸。

那在開(kāi)發(fā)板上執(zhí)行的命令如下所示：

echo -ne "AT+QNETDEVCTL=3,1,1\n" > /dev/ttyUSB2

*自動(dòng)撥號(hào)："AT+QNETDEVCTL=3,1,1\n"

*手動(dòng)撥號(hào)(重啟需要再次撥號(hào))："AT+QNETDEVCTL=1,1,1\n"

如果是非root用戶登錄，可以通過(guò)下面命令把AT指令送入/dev/ttyUSB2

echo -ne "AT+QNETDEVCTL=3,1,1\n" | sudo tee /dev/ttyUSB2

3. 聯(lián)網(wǎng)測(cè)試

執(zhí)行ifconfig命令，查看4G網(wǎng)卡是否被正確分配IP地址。

ifconfig

如果ip地址被正確分配，則執(zhí)行以下命令，檢查是否能夠訪問(wèn)外網(wǎng)：

ping 8.8.8.8 -I mobile0

若服務(wù)器有數(shù)據(jù)返回，則說(shuō)明訪問(wèn)成功。

注：若無(wú)法訪問(wèn)外網(wǎng)請(qǐng)檢查：

* 天線是否已經(jīng)連接良好

* 設(shè)備所在位置的4G信號(hào)是否良好

* 是否已插入SIM卡

* 如果SIM是物聯(lián)網(wǎng)卡，該物聯(lián)卡是否已過(guò)期，是否曾被綁到其它設(shè)備

* 卡內(nèi)流量、費(fèi)用等是否充足