NK-980IOT测评之4G Module （二） PPP拨号

发布于 2022-03-22 22:43:57 浏览：3306 订阅该版

[tocm]

本次测评使用NUC980，通过PPPos的方式通过Air742UG模组实现拨号上网。
# 特征
## 硬件介绍
Air724模块的详细介绍： [NK-980IOT测评之4G Module （一） 硬件介绍](https://club.rt-thread.org/ask/article/3535.html)

## 测试环境
上网设备： Air724UG(CAT.1)
SIM卡：中国电信
APN： CTNET
网络环境：良好
NUC980 - Air724UG串口波特率： 115200bps

## PPP
PPP Device 软件包，是 RT-Thread 针对不同模块的 lwIP PPP 功能实现的软件包。它使蜂窝模块不再需要发送 AT 命令，使用 PPP 方式即可实现网络数据传输。
PPP Device 软件包特点如下：
- 支持多种蜂窝模块；
- 无缝兼容多种应用层网络协议（HTTP、MQTT、TLS 等）；
- 支持数据差错检测，提供可靠数据传输；
- 提供 CHAT 方式初始化功能，方便设备移植；
![PPP.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/be6f26af7dcbbef14212acd6574859f7.png)

目前 PPP 功能支持 Luat Air720，Quectel EC20，China mobile M6312, SIMCOM SIM800 模块，其中本次测评用到的Luat Air 724模组，与Luat Air720同样出品自合宙，并且使用的都是展锐的8910D cat1 Iot芯片，AT手册是一个，只有部分AT命令的支持有差异，经过确认，对于PPP拨号使用的AT是没有任何差异的，所以可以直接使用Air720的配置。

# 调试步骤
## 准备
### 硬件
- NK 980IOT开发板
- Air724UG开发板
- SIM卡
- Micro USB线 * 3
- 杜邦线若干
- USB转串口工具（可选） * 2
### 软件
- RT-Thread Studio V2.2.1
- Luatools V2.1.45
- NuWriter 
- Tera Term

## 工程配置及编译
- 打开RT-Thread Stduio，安装980开发板相对应的开发包，新建工程
![创建项目.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/90c81dc41006456688815f62c2beb0c7.png.webp)

- 配置PPP拨号
![PPP配置信息.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/41ce7361af32d7bc021f8468c9e3e0e6.png)

- 在main任务中初始化一下uart1的波特率，用于后续测试

```
int main(int argc, char **argv)
{

static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
    struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;  /* 初始化配置参数 */

/* step1：查找PPP串口设备 */
    serial = rt_device_find(PPP_CLIENT_NAME);

/* step2：修改串口配置参数 */
    config.baud_rate = 115200;        //修改波特率为 115200

/* step3：控制串口设备。通过控制接口传入命令控制字，与控制参数 */
    rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

return 0;
}
```
- 编译工程
![编译成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/a4286fa1777e18c2517af9ebacfaa182.png)

## 硬件连线
将NK 980IOT开发板 UART1与Air724UG开发板UART1使用杜邦线交叉相连。并使用USB连接上电脑以便于调试。

## Air724模组注册网络
给Air724UG开发板上电，长按按开机键3s，等待模组注册网络。可以一次看到模组sim卡ready，注册上4G网络，默认承载激活，NITZ时间同步成功，SMS业务ready，测试便可以发起PPP拨号。
![模组网络注册成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/79954b40081abc438f2f9aa09780a937.png)

## 下载运行

通过NuWriter下载程序到RAM
![下载成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/84c2edfaaa25a07843e8c451a1d123a7.png)

可以从RTT的console中观察到ppp device已经默认启动并拨号成功。
![PPP拨号成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/4b1cb70e71f2d880bdc4798330df3bb2.png)

# 功能及性能测试

## 获取IP并拉起网卡

从Luatools软件中可以看到，在PPP拨号成功后，Air724又建立了一路PDP连接，使用APN为CTNET，IP地址为 100.114.5.16
![模组拨号成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/b43ab503b0330ac0194c1eee75faf51b.png)

在RTT console中使用ifconfig命令可以查看当前系统中的网卡信息，可以看到已经有一张名为pp的网卡，该网卡目前作为系统的默认网卡，IP与从Luatools软件中看到的一致。
![网卡拉起成功.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/2ee8ef37bc13e9a7de3edb27f5710405.png)

## Ping测试网络延时
使用Ping命令尝试ping百度和腾讯主页，可以看到DNS服务可以正常工作，并且网络延时很不错。
![ping测试.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/2db616a51879000706a7602380be39a7.png)

## 测试网速

RTT中集成了iperf和netio两大网络性能测试工具，但是很遗憾的是4G模组获取到的IP并非公网IP，外网无法ping通，所以无法以server的身份进行测试。本次只进行了作为Client端的测试。本次选用百度云服务器作为服务端，运行Jperf。RTT通过console使用iperf测试
```
int main(int argc, char **argv)
{

static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
    struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;  /* 初始化配置参数 */

/* step1：查找PPP串口设备 */
    serial = rt_device_find(PPP_CLIENT_NAME);

/* step2：修改串口配置参数 */
    config.baud_rate = 115200;        //修改波特率为 115200

/* step3：控制串口设备。通过控制接口传入命令控制字，与控制参数 */
    rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

return 0;
}
```
RTT显示平均网速为87kbps， 服务端数据也基本一致。
![iperfC.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/847db2c849d64667c15e29047c21cfe2.png)
![iperfS.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/f02f4f3bf391abf1effb6741d9cfa2f2.png)

本次测试NUC980和4G模组直接连接的串口波特率为115200bps，跑出87kbps应该是受到了串口通信速率的限制。

继续提高串口的通信速率到230400bps，果然，带宽马上翻了一倍。
![iperf2.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/1304621bcfadc481f9874ee069fbe19a.png)

索性就挨个尝试一下，看看串口这种组合的极限到底在哪里。经过测试当波特率调整到921600bps是我当前这种连接组合能够达到的最大网速，且偶尔会发生断连，但是会自行恢复。继续网上调整波特率到1500000，拨号不成功。
![iperf921600.PNG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220322/0ebce301f02b85be43a77635ef0b45e0.png)

>注意，我这里两个board直接是用20cm杜邦线连接的，如果是更加可靠的连接可能能够达到更高的速率。

# 演示视频
[NK-980 IOT测评之4G module PPP拨号](https://www.bilibili.com/video/BV1VF411x7vd?spm_id_from=333.337.search-card.all.click)
# 代码

[https://gitee.com/yu-wang-yy/nuc980_-air724_-ppp](https://gitee.com/yu-wang-yy/nuc980_-air724_-ppp)

# 总结
- 当前RTT已经支持的PPP DEVICE能够以极短的开始时间内给予系统4G网络通信能力，Air724UG模组完全适用于RTT已经支持的Air720，无需任何修改。
- 如果当前项目的上层功能已经非常完善，或者希望从一开始就给予RTT的各种组件搭建应用，使用PPP device是一种很好的方式，他能适配非常多的模组，并且后期更换模组的成本也非常低，不会与已开发的代码发生耦合。
- 实现PPP拨号后，系统会为4G模组拉起一张网卡，并且完美适配上层协议栈，解耦的很彻底。
- 据我之前的测试，这款CAT.1模组在国内网络环境下能够跑出10Mbps的带宽，目前限制PPP拨号性能的主要因素就是串口速率，如果稍加硬件上的设计，速率还有进一步的提升空间。
- 下一步尝试一下基于USB的RNDIS拨号，USB的速率要远快于UART，应该可以跑满CAT.1模组的带宽。

19 条评论

aozima 2022-03-22

调网络不抓包，调I2C等时序不上逻辑分析仪，就像电工不用万用表！多用整理的好的文字，比截图更省流量，还能在整理过程中思考。

AngerCoke 2022-03-23

这个人不懒，主要是真的不想写什么

crystal266 2022-03-23

嵌入式

AngerCoke 2022-03-23

这个人不懒，主要是真的不想写什么

crystal266 2022-03-24

嵌入式

@AngerCoke 嗯嗯，我觉得PPP拨号应该是透传，AT使用指令进行控制。使用PPP拨号，模组是 EC20，一直拨号不成功，日志如下，不知道是怎么回事，麻烦楼主帮我看一下，谢谢。
```
[D/ppp.chat] (uart2) has control by modem_chat.
[D/ppp.chat] <tx: AT, want: OK, retries: 10, timeout: 1> running
[D/ppp.chat] <tx: AT, want: OK, retries: 10, timeout: 1> transmit --> modem
[D/ppp.chat] <tx: AT, want: OK, retries: 10, timeout: 1> success
[D/ppp.chat] <tx: ATE0, want: OK, retries: 10, timeout: 1> running
[D/ppp.chat] <tx: ATE0, want: OK, retries: 10, timeout: 1> transmit --> modem
[D/ppp.chat] <tx: ATE0, want: OK, retries: 10, timeout: 1> success
[D/ppp.chat] <tx: AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET", want: OK, retries: 10, timeout: 5> running
[D/ppp.chat] <tx: AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET", want: OK, retries: 10, timeout: 5> transmit --> modem
[D/ppp.chat] <tx: AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET", want: OK, retries: 10, timeout: 5> success
[D/ppp.chat] <tx: ATD*99#, want: CONNECT, retries: 10, timeout: 30> running
[D/ppp.chat] <tx: ATD*99#, want: CONNECT, retries: 10, timeout: 30> transmit --> modem
[D/ppp.chat] <tx: ATD*99#, want: CONNECT, retries: 10, timeout: 30> success
[D/ppp.chat] (uart2) has control by ppp_device.
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 7d 23 c0 21 7d 21 7d 2a 7d 20 7d 34 7d 22 | ..}#.!}!}*}.}4}"
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[D/ppp.dev] DROP: 
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[D/ppp.dev] RX:
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[D/ppp.dev] TX:
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[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] RX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e c0 21 0a 00 00 0c 4a 35 00 72 dc 3f 4d 64 07 | ..!....J5.r.?Md.
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[D/ppp.dev] [0000] ff 03 80 21 01 07 00 1c 02 06 00 2d 0f 01 03 06 | ...!.......-....
[D/ppp.dev] [0010] 00 00 00 00 81 06 00 00 00 00 83 06 00 00 00 00 | ................
[D/ppp.dev] [0020] f4 f0 7e                                        | ...
[D/ppp.dev] RX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e 80 21 01 00 00 04 67 c3 7e                   | ..!....g..
[D/ppp.dev] RX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e 80 21 04 07 00 16 02 06 00 2d 0f 01 81 06 00 | ..!.......-.....
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[D/ppp.dev] TX:
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[D/ppp.dev] TX:
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[D/ppp.dev] [0010] 7e                                              | .
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 80 21 01 08 00 0a 03 06 00 00 00 00 24 | ....!..........$
[D/ppp.dev] [0010] 1a 7e                                           | ..
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 c0 21 09 01 00 08 dc 3f 4d 64 77 81 7e | ....!.....?Mdw..
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 80 21 01 08 00 0a 03 06 00 00 00 00 24 | ....!..........$
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[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 c0 21 09 03 00 08 dc 3f 4d 64 cc b6 7e | ....!.....?Md...
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 80 21 01 08 00 0a 03 06 00 00 00 00 24 | ....!..........$
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[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 03 80 21 01 08 00 0a 03 06 00 00 00 00 24 | ....!..........$
[D/ppp.dev] [0010] 1a 7e                                           | ..
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[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 7d 23 c0 21 7d 25 7d 2b 7d 20 7d 37 50 65 | ..}#.!}%}+}.}7Pe
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[D/ppp.dev] [0020] 67 ce 9b 7e                                     | g...
[D/ppp.dev] TX:
[D/ppp.dev] [0000] 7e ff 7d 23 c0 21 7d 25 7d 2c 7d 20 7d 37 50 65 | ..}#.!}%},}.}7Pe
[D/ppp.dev] [0010] 65 72 20 6e 6f 74 20 72 65 73 70 6f 6e 64 69 6e | er.not.respondin
[D/ppp.dev] [0020] 67 6e dd 7e                                     | gn..
[E/ppp.dev] Connection timeout.
[D/ppp.dev] DROP: 
[D/ppp.dev] [0000] 0d 0a 4e 4f 20 43 41 52 52 49 45 52 0d 0a       | ..NO.CARRIER..
[W/ppp.dev] ppp lost, try reconnect
```