在EM系列儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)中玩轉(zhuǎn)4G模塊

在儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用中，通過(guò)4G上云是非?；A(chǔ)和常見(jiàn)的應(yīng)用需求，由于業(yè)務(wù)和場(chǎng)景的多樣性，4G模塊也多種多樣，本文將詳細(xì)介紹如何在EM儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)中玩轉(zhuǎn)4G模塊。

?移植準(zhǔn)備1. 硬件選擇

本文以EM系列中的EM-500儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)作為開(kāi)發(fā)主體，如圖1所示，EM系列的產(chǎn)品帶有PCIE擴(kuò)展槽及其他豐富的接口，PCIE擴(kuò)展槽里面預(yù)留USB接口，方便對(duì)PCIE模塊開(kāi)發(fā)使用，使用時(shí)只需將4G模塊插入PCIE槽即可。

圖1 EM-500儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)

2. 已適配的產(chǎn)品 目前在EM-500已經(jīng)適配的4G模塊有：L610-CN、L610-EU、NL668、EC20、EC200U-CN、EC200A-CN、EG21-G、EG25-G、SLM770A、BG95-M3、EG912U-GL。

3. 4G模塊調(diào)試接口

當(dāng)我們插入4G模塊后會(huì)在/dev/生成若干個(gè)USB調(diào)試接口,設(shè)備名字一般為：/dev/ttyUSBX(X=0,1,2….x)，如果沒(méi)有則輸入lsusb命令查看是否識(shí)別到USB設(shè)備，如圖2調(diào)試接口所示，目前插入的4G模塊的PID為2c7c,VID為0125，廠家為移遠(yuǎn)，調(diào)試接口有4個(gè)。圖2調(diào)試接口如果lsusb可以查看到設(shè)備時(shí)，/dev/沒(méi)有相應(yīng)的調(diào)試接口時(shí)，可以將4G模塊的PID VID輸入到new_id這節(jié)點(diǎn)，輸入以下命令(以圖2的PID VID為例)：

echo "2c7c 0125 ff" > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id

成功內(nèi)核會(huì)輸出類似以下log：

root@EM500:~# echo "2c7c 0125 ff" > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id [ 213.905997] option 2-1 GSM modem (1-port) converter detected[ 213.906609] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB0[ 213.907126] option 2-1 GSM modem (1-port) converter detected[ 213.909049] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB1[ 213.909491] option 2-1 GSM modem (1-port) converter detected[ 213.919056] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB2[ 213.924366] option 2-1 GSM modem (1-port) converter detected[ 213.927619] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB3

然后在/dev/就可以看到調(diào)試接口了，得到調(diào)試接口就可以使用microcom或者cat\echo進(jìn)行4G模塊AT指令調(diào)試，例如輸入AT指令查看模塊固件版本，如下圖3 調(diào)試演示所示：

圖3調(diào)試演示

?撥號(hào)上網(wǎng)

1.撥號(hào)方式及選擇

目前4G撥號(hào)方式有PPP撥號(hào)、ECM撥號(hào)、Gobinet撥號(hào)、QMI撥號(hào)等。在EM系列使用的是ECM撥號(hào)，ECM撥號(hào)通過(guò)利用4G網(wǎng)絡(luò)的高速性能、廣闊覆蓋范圍、低延遲、高帶寬支持和移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，為各種應(yīng)用場(chǎng)景提供了可靠、快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)連接。這使得設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)通信，滿足不同行業(yè)和領(lǐng)域的需求，且不需要移植任何的工具，像PPP、Gobinet、QMI這些撥號(hào)方式，不同的4G模塊廠家都有不同的撥號(hào)工具，移植起來(lái)比較繁瑣。

2. ECM撥號(hào)上網(wǎng)ECM上網(wǎng)很簡(jiǎn)單，只需要使用AT指令即可完成，如下演示移遠(yuǎn)EC20模塊在ECM模式下上網(wǎng)：首先切換ECM模式

cat /dev/ttyUSB2 &echo -e "AT+QCFG="usbnet",1\r\n" > /dev/ttyUSB2

切換完成后需要對(duì)模塊進(jìn)行復(fù)位，輸入以下命令：

echo 498 > /sys/class/gpio/exportecho out > /sys/class/gpio/gpio498/directionecho 1 > /sys/class/gpio/gpio498/valueecho 0 > /sys/class/gpio/gpio498/value

復(fù)位完成后ifconfig -a可以看到一個(gè)網(wǎng)卡，使用dhclient <網(wǎng)卡名>獲取ip后即可上網(wǎng)，如圖4 網(wǎng)絡(luò)通信所示。

圖4調(diào)試演示每種模塊或者廠家切換到ECM 的AT命令是不一樣，目前已適配的4G模塊的ECM切換命令如圖5 ECM切換命令所示。

圖5ECM切換命令有些4G模塊是不需要撥號(hào)的，當(dāng)切換到ECM后，重啟后則會(huì)自動(dòng)撥號(hào)，有些4G模塊則需要手動(dòng)撥號(hào)，具體區(qū)分如圖6 ECM撥號(hào)所示。

圖6ECM撥號(hào)

手動(dòng)撥號(hào)時(shí)需要根據(jù)SIM卡的運(yùn)營(yíng)商來(lái)進(jìn)行切換，切換完后才能進(jìn)行撥號(hào)，對(duì)應(yīng)的AT指令如下：

移動(dòng)：echo -e "AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"\r\n" > /dev/ttyUSB0電信：echo -e "AT+CGDCONT=1,"IP","CTNET"\r\n" > /dev/ttyUSB0聯(lián)通：echo -e "AT+CGDCONT=1,"IP","3GNET"\r\n" > /dev/ttyUSB0

以下以EC200U-CN作為演示，如圖 7 EC200U-CN撥號(hào)上網(wǎng)所示。

圖7EC200U-CN撥號(hào)上網(wǎng)

?設(shè)置及問(wèn)題排查

1. band號(hào)設(shè)置

我國(guó)對(duì)應(yīng)的band號(hào)如圖8 band號(hào)分布所示：

圖8band號(hào)分部

同樣是每家廠商對(duì)應(yīng)設(shè)置band號(hào)是不一樣的，以移遠(yuǎn)的模塊(EG912U-GL)為例,輸入以下指令可以查看現(xiàn)在開(kāi)啟的band號(hào)。

root@em-500:~# cat /dev/ttyUSB0 &root@em-500:~# echo -e "at+qcfg="band"\r\n" > /dev/ttyUSB0+QCFG: "band",0xf,0x2000001e20b0f18dfOKroot@em-500:~#

其中0x2000001e20b0f18df為目前啟用的band號(hào)，這里要把0x2000001e20b0f18df換算成二進(jìn)制，1是打開(kāi)，0是關(guān)閉，第0位是band1，第1位為band2,以此類推，現(xiàn)在EG912U-GL開(kāi)啟的band號(hào)有(列舉一部分)：band1，band2，band3，band4，band5,band7,band8,band12等。輸入以下命令可以設(shè)置band號(hào)，如下關(guān)掉band1-band8,設(shè)置時(shí)不需要帶上0x。

root@em-500:~# echo -e "at+qcfg="band",f,2000001e20b0f1800\r\n" > /dev/ttyUSB0OKroot@em-500:~#

2. 網(wǎng)卡名稱問(wèn)題當(dāng)切換到ECM后，會(huì)生成一些enxxxxxx之類的稀奇古怪的網(wǎng)卡名字，主要原因是被系統(tǒng)的rules給重名命了，如下內(nèi)核打印可知，一般來(lái)說(shuō)切換到ECM后網(wǎng)卡的名字為usbX(X=0,1,2…x)。

cdc_ether 2-1:1.0 enx024bb3b9ebe5: renamed from usb0

解決方法如下：

修改80-net-setup-link.rules內(nèi)容，將NAME=”$env{ID_NET_NAME}”里的ID_NET_NAME改成ID_NET_SLOT后，重啟設(shè)備就可以了。

打開(kāi)80-net-setup-link.rules，如下：

vi /lib/udev/rules.d/80-net-setup-link.rules

圖9修改網(wǎng)卡重命名

3. 網(wǎng)絡(luò)不通排查當(dāng)dhclient獲取到ip后ping不到百度，提示以下錯(cuò)誤：

ping: www.baidu.com: Temporary failure in name resolution

可能是DNS不對(duì)或是模塊撥號(hào)失敗導(dǎo)致ping不出去，具體原因可以先ping 114.114.114.114或者ping 8.8.8.8，如果不能ping通則修改DNS，如下：

vi /etc/resolv.conf#注釋和添加以下內(nèi)容：#注釋掉：#nameserver 127.0.0.53#options edns0#添加：nameserver 114.114.114.114nameserver 8.8.8.8

然后再ping 百度即可，如果改完還是ping 不通則輸入往USB調(diào)試接口輸入AT+CSQ看下信號(hào)，信號(hào)太低也可能導(dǎo)致ping不出去，這種情況接上天線多ping幾次就行，如圖10 ping測(cè)試所示：

圖10ping測(cè)試如果網(wǎng)絡(luò)還是不通可以使用以下AT指令來(lái)排查網(wǎng)絡(luò)不通的原因：

• AT+CSQ：查詢信號(hào)質(zhì)量。如果返回值較低，表示信號(hào)弱，如果為99代表無(wú)信號(hào)。
• AT+CEREG?：查詢EPS注冊(cè)狀態(tài)。類似于AT+CREG?，但適用于LTE網(wǎng)絡(luò)。
• AT+COPS?：查詢可用運(yùn)營(yíng)商列表。如果返回值為空或不正確，表示可能存在運(yùn)營(yíng)商選擇或配置問(wèn)題。
• AT+CGACT?：查詢PDP上下文激活狀態(tài)。如果返回值為0，表示PDP上下文未激活，可能需要重新激活。
• AT+CGPADDR：查詢PDP地址。如果返回值為空，表示未獲得有效的IP地址，可能是APN或其他數(shù)據(jù)連接設(shè)置問(wèn)題。
• AT+CGDCONT?：查詢PDP上下文配置。確保PDP上下文配置正確，包括APN設(shè)置等。
• AT+COPS=?：查詢可用運(yùn)營(yíng)商列表。使用此指令可以獲取可用的運(yùn)營(yíng)商列表，并選擇合適的運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行注冊(cè)。
• AT+CIMI：查詢國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）。IMSI是SIM卡的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)碼，確保SIM卡插入正確并且正常工作。
• AT+CPIN?：查詢PIN碼狀態(tài)。與之前提到的一樣，用于檢查SIM卡的PIN碼狀態(tài)。
• AT+CREG?：查詢注冊(cè)狀態(tài)。如果返回值為0或2，表示未注冊(cè)或正在嘗試注冊(cè)，可能是網(wǎng)絡(luò)連接導(dǎo)致的問(wèn)題。
• AT+CGATT?：查詢附著狀態(tài)。如果返回值為0，表示未附著到網(wǎng)絡(luò)，可能需要重新附著。
• AT+CGREG?：查詢GPRS注冊(cè)狀態(tài)。如果返回值為0或2，表示未注冊(cè)或正在嘗試注冊(cè)，可能是網(wǎng)絡(luò)連接導(dǎo)致的問(wèn)題。

部分正常情況調(diào)試截圖如圖11 調(diào)試截圖所示。

圖11調(diào)試截圖