物联网开发之4G通讯模块

　　在万物互联的物联网时代，物与物之间的连接主要是通过网络进行，网络之间既可以通过网线载体连接也可以通过4G、WIFY等进行无线连接，在无线远距离通讯中目前主要采用的就是4G技术。4G模块是连接物与物的重要载体，是终端设备接入互联网的核心部件，许多新兴市场对4G通信模块的需求都在日益扩大，4G通信模块把频率接收器和信号增幅器等部件全都整合在一起，实现了一体化。

　　4G模块用的是龙尚4G模块U9300C，该模块带有串口和USB口，所以向linux内核添加3G模块的驱动(USB转串口驱动)和PPP协议的支持，然后编译内核并下载到开发板。主要是包括两部分Linux驱动层的支持和模块启停脚本调试。

第一部分 应用层4G通讯

4G通讯主要是采用AT指令进行，AT 指令的格式如下
　　1) 每个 AT 指令行以 AT 字符开头(注：部分以“+”开头)，以作为结束；
　　2) 每个指令行可以有多个指令组成，相互之间以“;”隔开；
　　3) 标准 AT 指令符合 GSM Rec. 07.07、 07.05、 3GPP TS 27.005、 27.007 和 ITU-T Rec. V25ter标准；
　　4) 每个扩展指令都提供了一个测试指令，以检测该指令是否存在及参数的类型或范围；
　　5) 带参数的指令一般都提供了一个读取指令以读取参数的当前值；
　　6) 设置指令用来设置参数及完成相应的功能。

下图为 U9300C AT 指令指令行的结构：
　　AT  CMD1  CMD2=12; +CMD1  ; +CMD2=,, 15; +CMD2?; +CMD2=? 
　　1        2             3                4      5               6             7             8               9

　　1：指令前缀；
　　2：基本指令；
　　3：辅助参数；
　　4：扩展指令（前缀是“+”）；
　　5：扩展指令分解；
　　6：辅助参数，可被忽略不写；
　　7：读指令，核对当前的辅助参数值；
　　8：测试指令，可获取参数的类型和范围；
　　9：指令终止符。

第二部分 驱动层配置

主要是配置内核并向内核添加4G驱动模块
参考 https://www.cnblogs.com/aaronLinux/p/7159660.html

第三部分 关于AT模块通讯问题有以下注意点

问题描述：模块无法连接上MQTT，分析发送的连接数据也对。对应第5条，少做一步。                                                                  （1）拿到模块之后网上找点相关AT指令例程，主要是查看AT指令格式。                                                                                        （2）电脑端通过网络调试助手开通一个服务端，可以使用花生壳进行IP映射。                                                                                （3）串口小板直接连接模块，通过串口发送AT指令（一般命令后面有\r\n），观察模块返回数据信息以及是否可以连接上网络调试助手的服务端。                                                                                                                                                                      （4）连接成功之后，并且可以发送数据，网络调试助手能收到模块发送的数据，表明模块通过串口已经走通了。                        （5）透传，根据上面AT指令的流程在单片机中编写程序，通过两个串口小板读取模块接收和发送的数据。先用单片机通过模块给电脑端的网络调试助手发送数据，电脑端的服务端连接上模块并且可以接收模块数据，这样才能表明数据AT指令没有问题（这里是一个坑，今天踩进去了）。                                                                                                                                                        （6）用单片机通过模块连接MQTT服务器，并观察MQTT连接情况。