4G模块使用记录移远EC20、BC20

一、概述

本文主要记录下移远4G模组的使用过程，对以后遇到问题，能提供个参考。
之前粗略接触过一点点，记得很混乱，也不完整，就啥也不是。。最近转做IOT啦，随着使用逐步填充吧。如果某一节内容过多，就单独写成一篇，本文中给出跳转链接，这样阅读和查找都方便。

另一篇笔记：4G模块使用记录SIMCOM7070。

二、硬件连接 – UART

这一小节简单记录一下模组与MCU相连各管脚的作用。在模组的硬件手册中给出了硬件连接方式，以《Quectel_EC25_Hardware_Design_V2.2.pdf》为例，在3.5.1.1节给出串口连接方式：

串口和GND不必说，主要看下剩余三个管脚。这三个管脚主要与模组的休眠有关，如果不需要休眠，可以不连接这三个管脚。

2.1 休眠管脚的使用

在手册3.3节对每个管脚进行了描述说明。下面是截取了RI、DTR、AP_READY三个管脚的物理特性描述：



管脚的具体使用，需要查看手册中休眠功能的相关描述（3.5.1.1节）。简单来说就是：
RI：响铃信号，模组进入休眠后，收到数据，会通过RI来唤醒MCU。
DTR：控制模组进入休眠。
AP_READY：MCU通过此管脚通知模组，自己已经准备好接收信号。避免MCU还没准备好，模组就上报URC，导致处理错误。
除了这三个管脚，实际使用中还会连接PWRKEY到MCU，完成对模组的上电。

2.2 复位

RESET_N引脚可用于重置模块。通过将reset_N驱动至低电平电压，并在150ms至460ms之间的时间内，可重置模块。

推荐的电路类似于PWRKEY控制电路。开漏/收集器驱动程序或按钮可用于控制RESET_N。

三、硬件连接 – USB调试

USB更多的还是作为调试手段，焊接一根USB线，通过串口助手发送AT指令，验证流程。

3.1 USB线序定义

先贴一张USB的线序定义（USB中的线序和意义），省了每次焊接都要百度找图。。。

《Quectel_EC25_Hardware_Design_V2.2.pdf》中给出了模组的USB接口定义：

一根USB线剪断漏出四种颜色的线，红色连接USB_VBUS，白色连接USB_DM，绿色连接USB_DP，黑色连接GND即可。

3.2 驱动安装

模组上电后，把USB连接到笔记本上，就可以看到几个感叹号的设备，正是因为没有安装驱动。注意根据模组的平台使用对应的驱动安装程序

Quectel_LTE&5G_Windows_USB_Driver_V2.2.4.zip是高通平台，如EC25。Quectel_ASR_Series_UMTS<E_Windows_USB_Driver_Customer_V1.0.8是ASR平台，如EC200。

下图是EC200N-EU安装驱动之后：

3.3 抓取模组log

模组使用过程中，可能遇到一些问题，需要移远帮忙一起分析。这时就需要抓取模组的log，提供给移远。
在《Qwinlog抓取注意事项.docx》一文中有提到，需要发送AT+QCFG=”DBGCTL”,0来开启模组的log。可以通过修改MCU程序发送，第一次执行返回OK，重上电再发送，会返回error（该指令掉电保存）。这需要MCU不判断返回，否则无法往下执行程序。或者修改MCU程序下载，执行返回OK后，注释掉该指令，再次下载一遍。不过反正抓log也需要USB，推荐还是直接用
USB发送。
注：

1. 抓取成功，log文件大小应在MB以上。
2. 复现问题后一定要多抓1分钟，联合上下文。
3. ASR平台默认开启log输出，不需要发送AT+QCFG=”DBGCTL”,0 ，会返回不支持：
   
4. 若模组休眠，抓log工具会自动停止。

四、模组型号和SIM卡

项目中会用到不同的模组，还有不同的SIM卡。不考虑价格、供货等选型因素，从开发角度看，其中的区别是什么呢？
这里描述可能有误，随着理解加深再逐渐完善。

4.1 模组区别

面向市场不同。比如EC200N-CN是国内，EC200S-EU是欧洲，EC25是北美。这是因为模组支持的频段不同，但在国内都可以进行测试。需要注意的是，EC25需要插入电信卡，因为北美在国内只有一个频段能够使用，仅电信是支持的。
硬件平台不同。比如EC200N-CN是ASR平台，EC25是高通平台。一些指令比如AT+QCFG，只能在高通平台使用，ASR平台则不支持。但这种区分平台的指令相对很少，同一家的不同模组，AT指令整体上是一致的。此外不同平台，USB驱动也是不同。这一点在上面有提到。
某一模组下记录的问题，多数情况下也适用于其他模组。这里只是为了严谨些，在记录问题时，以模组型号进行了归类。

4.2 本地卡和漫游卡

使用模组测试PING谷歌的时候就想，为什么国内可以连接谷歌呢？
这是因为使用的是漫游卡。我们平时的手机卡是本地卡，不能上谷歌。

4.3 SIM卡和APN

模组初始化时通常需要设置APN。那么APN是什么作用呢？
APN错误则无法联网 – 使用何种SIM卡决定了APN是什么
本地卡通常可以不设置APN 。

五、不同模组

5.1 EC20

5.1.1 注册网络失败。

如下图所示：

将APN修改为SIM卡对应的运行商，多次发送AT+QICSGP=1,1,“CTNET”,“”,“”,0指令，然后复位开发板即可。如下图所示：

5.1.2 TCP连接指令流程：

EC20模块AT命令讲解
EC20 TCP/IP指令例程
移远M26，三分钟打通TCP流程，AT指令详解

在linux端操作：
移远EC20 4G模块Linux驱动移植和测试

5.2 BC20

5.2.1 上电指令流程

AT\r\n
AT+QSCLK=0\r\n	;禁用休眠模式
AT+CPIN?\r\n	;检查是否需要密码
AT+CFUN=0\r\n	;设置为最小功能
AT+QBAND=0\r\n	;设置为所有工作频段
AT+QCSEARFCN\r\n;清除 NB-IoT 存储的 EARFCN 列表
AT+CFUN=1\r\n	;设置为全功能
AT+CGATT=1\r\n	;附着网络，要多等一会
AT+CSQ\r\n		;上报信号质量
AT+CEREG?\r\n	;查询网络注册状态
AT+CGATT?\r\n	;查询
AT+CGPADDR?\r\n	;

5.3 EC21-KL

5.3.1 休眠异常

遇到了两个问题：

1. 第一次休眠，功耗异常，13mA，之后再次休眠6mA。
2. 唤醒后不能正常响应指令。经常出现无返回，多次尝试错误后，应用程序对4G模组进行重启。查看log，也不是完全不回。第一次publish能够回复，之后QMTRECV指令开始不回复，如下：
   
   这两个问题很有意思，正好手里有块焊接了EC25-EUX的板子，测试发现这两个问题都不会出现。那是模组问题吗？
3. 第一个问题，从现象看是有什么外设上电初始化没有配置好，唤醒后的配置使其恢复了正常。但是又无法解释EC25为什么正常。最终确定是因为使用rtthread，第一次睡眠，初始化线程没有来得及发送AT+QSCLK休眠指令。EC25可能执行较快，所以没有出现问题。通过改变进入休眠的时间解决。或者将AT+QSCLK休眠指令放在初始化也可以，不过祖传代码嘛，还是少动为妙。
4. 第二个查看模组VDD_EXT电压正常1.8V，模组正常启动了。DTR唤醒后正常拉低。在RX管脚使用示波器查看，直接用示波器解码，可以看到MCU发出了AT+QMTRECV=0指令。模组确实没有回复。
   和移远沟通，需要抓取log。但是模组休眠后，抓log工具会检测到idle自动断开。通过修改MCU程序，空闲线程唤醒后直接while(1)原地循环，然后使用串口助手通过USB给模组发送指令，发现能够复现问题。这样在唤醒后，打开抓log工具，用串口助手发送AT指令即可。最终得到回复：判断是mqtt配置成 recv/mode 为1情况下，执行QMTRECV，模块com口死掉。是一个已知问题，通过升级模组固件解决。

5.3.2 模组软件升级

1. 确认主串口。在资源管理器查看端口如下：
   
   升级使用主串口COM26。
2. 打开QFlash升级工具，选择升级文件。注意这里不要选择压缩包（是否直接选择压缩包可以和移远技术支持咨询，不同模组应该不一样的）：
   
   选择一个文件后，会自动加载所有的文件。注意文件不要有中文路径，选择正确的波特率：
   
   滑到软件底部，选择Start即可。升级成功则忽略以下步骤，重启模组查看版本号是否一致。
3. 我这里发现升级失败：
   
   此时再查看资源管理器，只有一个端口：
   
   这是模组进入了强制下载模式。如果这时重启模组，会恢复为初始的三个端口。但是我们再次选择COM26升级，则会显示端口不正确：
   
   这时需要在MCU程序中，上电后使用while(1)循环，不再发送指令。将模组的BOOT管脚拉高到1.8V，我的如下图：
   
   我这里短接R27即可。短接后重新上电模组，进入强制下载，恢复为一个端口COM27。选择COM27，继续升级。
   我这里持续失败，最终确定是模组的驱动比较旧（Quectel_LTE_Windows_USB_Driver_V1.0），虽然能抓log，但升级出现了问题。更新模组驱动后（Quectel_LTE&5G_Windows_USB_Driver_V2.2.4），直接升级成功。升级成功后，发现我的MCU程序持续复位，最终定位到新的模组固件，版本号变得更长了，导致溢出。。。。

5.4 EC200N-CN和EC200S-EU

EC200N-CN是国内使用的模组，EC200S-EU是欧洲设备上使用的模组。MCU程序是通用的。

5.4.1 设置模组休眠

1. 模组进入休眠，有三个条件：

   AT+QSCLK=1 //不必每次发送，初始化一次就可以
   network_apready_ctrl(0); 		/* 通知模组不要送出数据 */
   network_dtr_ctrl(1);		  	/* 拉高DTR进入4G的低功耗 */  
   

   

2. 确定模组进入休眠状态？
   DTR拉高之后串口不通，另外耗流降到个位数mA。模组进休眠很快的，预估2s左右。
   也可以通过测量模组管脚电平，比如EC25，结合以下指令，测量管脚号3：
   

3. MCU主动唤醒模组
   休眠后，MCU主动发送数据，需要先唤醒4G模组：

       network_apready_ctrl(1); 		/* 通知模组可以送出数据 */
       network_dtr_ctrl(0);		  	/* 拉低DTR退出4G的低功耗 */ 
   

   这时不要立即发送数据，因为4G模组退出低功耗也是需要时间的。可以持续发送AT，直到返回OK。或者直接增加延时（“先留1S吧”）。

5.4.2 ping谷歌

此部分单独写成一篇：使用移远EC200N-CN模组PING谷歌。

5.4.3 手动切换运营商

5.4.4 抓取TCP的log

在前面硬件连接 - - USB中提到了抓取模组log。不同平台的模组可能稍有区别。TCP连接过程中，模组上报+QIURC: "closed",0..导致异常。抓取模组log，从模组端分析下原因。

1. 抓取LOG时需要进行AT+CFUN=0，AT+CFUN=1，操作，记录完整通信流程日志。
2. 为了抓取TCP/IP数据包，记录LOG日志前，执行如下AT指令操作：
   IPv4 发送指令at+qdbgcfg=“iptrace”,0,20
   IPv6 发送指令at+qdbgcfg=“iptrace”,1,20

在程序模组初始化中添加以下三条AT指令：