在儲能系統應用中，通過4G上云是非常基礎和常見的應用需求，由于業務和場景的多樣性，4G模塊也多種多樣，本文將詳細介紹如何在EM儲能網關中玩轉4G模塊。

?移植準備1. 硬件選擇

本文以EM系列中的EM-500儲能網關作為開發主體，如圖1所示，EM系列的產品帶有PCIE擴展槽及其他豐富的接口，PCIE擴展槽里面預留USB接口，方便對PCIE模塊開發使用，使用時只需將4G模塊插入PCIE槽即可。

圖1 EM-500儲能網關

2. 已適配的產品 目前在EM-500已經適配的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模塊調試接口

當我們插入4G模塊后會在/dev/生成若干個USB調試接口,設備名字一般為：/dev/ttyUSBX(X=0,1,2….x)，如果沒有則輸入lsusb命令查看是否識別到USB設備，如圖2調試接口所示，目前插入的4G模塊的PID為2c7c,VID為0125，廠家為移遠，調試接口有4個。圖2調試接口如果lsusb可以查看到設備時，/dev/沒有相應的調試接口時，可以將4G模塊的PID VID輸入到new_id這節點，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

成功內核會輸出類似以下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/就可以看到調試接口了，得到調試接口就可以使用microcom或者cat\echo進行4G模塊AT指令調試，例如輸入AT指令查看模塊固件版本，如下圖3 調試演示所示：

圖3調試演示

?撥號上網

1.撥號方式及選擇

目前4G撥號方式有PPP撥號、ECM撥號、Gobinet撥號、QMI撥號等。在EM系列使用的是ECM撥號，ECM撥號通過利用4G網絡的高速性能、廣闊覆蓋范圍、低延遲、高帶寬支持和移動性等優點，為各種應用場景提供了可靠、快速、穩定的數據連接。這使得設備能夠實現高效的數據傳輸和實時通信，滿足不同行業和領域的需求，且不需要移植任何的工具，像PPP、Gobinet、QMI這些撥號方式，不同的4G模塊廠家都有不同的撥號工具，移植起來比較繁瑣。

2. ECM撥號上網ECM上網很簡單，只需要使用AT指令即可完成，如下演示移遠EC20模塊在ECM模式下上網：首先切換ECM模式

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

切換完成后需要對模塊進行復位，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

復位完成后ifconfig -a可以看到一個網卡，使用dhclient <網卡名>獲取ip后即可上網，如圖4 網絡通信所示。

圖4調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模塊是不需要撥號的，當切換到ECM后，重啟后則會自動撥號，有些4G模塊則需要手動撥號，具體區分如圖6 ECM撥號所示。

圖6ECM撥號

手動撥號時需要根據SIM卡的運營商來進行切換，切換完后才能進行撥號，對應的AT指令如下：

移動：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撥號上網所示。

圖7EC200U-CN撥號上網

?設置及問題排查

1. band號設置

我國對應的band號如圖8 band號分布所示：

圖8band號分部

同樣是每家廠商對應設置band號是不一樣的，以移遠的模塊(EG912U-GL)為例,輸入以下指令可以查看現在開啟的band號。

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，這里要把0x2000001e20b0f18df換算成二進制，1是打開，0是關閉，第0位是band1，第1位為band2,以此類推，現在EG912U-GL開啟的band號有(列舉一部分)：band1，band2，band3，band4，band5,band7,band8,band12等。輸入以下命令可以設置band號，如下關掉band1-band8,設置時不需要帶上0x。

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

2. 網卡名稱問題當切換到ECM后，會生成一些enxxxxxx之類的稀奇古怪的網卡名字，主要原因是被系統的rules給重名命了，如下內核打印可知，一般來說切換到ECM后網卡的名字為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內容，將NAME=”$env{ID_NET_NAME}”里的ID_NET_NAME改成ID_NET_SLOT后，重啟設備就可以了。

打開80-net-setup-link.rules，如下：

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

圖9修改網卡重命名

3. 網絡不通排查當dhclient獲取到ip后ping不到百度，提示以下錯誤：

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

可能是DNS不對或是模塊撥號失敗導致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調試接口輸入AT+CSQ看下信號，信號太低也可能導致ping不出去，這種情況接上天線多ping幾次就行，如圖10 ping測試所示：

圖10ping測試如果網絡還是不通可以使用以下AT指令來排查網絡不通的原因：

• AT+CSQ：查詢信號質量。如果返回值較低，表示信號弱，如果為99代表無信號。
• AT+CEREG?：查詢EPS注冊狀態。類似于AT+CREG?，但適用于LTE網絡。
• AT+COPS?：查詢可用運營商列表。如果返回值為空或不正確，表示可能存在運營商選擇或配置問題。
• AT+CGACT?：查詢PDP上下文激活狀態。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或其他數據連接設置問題。
• AT+CGDCONT?：查詢PDP上下文配置。確保PDP上下文配置正確，包括APN設置等。
• AT+COPS=?：查詢可用運營商列表。使用此指令可以獲取可用的運營商列表，并選擇合適的運營商進行注冊。
• AT+CIMI：查詢國際移動用戶識別碼（IMSI）。IMSI是SIM卡的唯一標識號碼，確保SIM卡插入正確并且正常工作。
• AT+CPIN?：查詢PIN碼狀態。與之前提到的一樣，用于檢查SIM卡的PIN碼狀態。
• AT+CREG?：查詢注冊狀態。如果返回值為0或2，表示未注冊或正在嘗試注冊，可能是網絡連接導致的問題。
• AT+CGATT?：查詢附著狀態。如果返回值為0，表示未附著到網絡，可能需要重新附著。
• AT+CGREG?：查詢GPRS注冊狀態。如果返回值為0或2，表示未注冊或正在嘗試注冊，可能是網絡連接導致的問題。

部分正常情況調試截圖如圖11 調試截圖所示。

圖11調試截圖