LTE Cat 1 Pi HAT

Seeed的LTE CAT.1 Pi HAT是一个基于u-blox LARA-R2xx系列的开源蜂窝扩展调制解调器，适用于Raspberry Pi，兼容Raspberry Pi 1 Model B+及更高版本。

LTE CAT.1 Pi HAT专为LTE Category 1网络设计，并支持2G回退（仅限欧洲版本）。嵌入了常见协议，如TCP/UDP、HTTP。

LTE CAT.1 Pi HAT支持UART和USB接口。通过UART，Raspberry Pi可以通过AT命令与LTE CAT.1 Pi HAT通信，无需任何特殊驱动程序。它非常适合快速构建原型。

版本	链接
欧洲版
美国-AT&T版
美国-VZW版

版本

产品版本	变更	发布日期
LTE Cat 1 Pi HAT(USA-AT&T)	初始版本	2017年12月
LTE Cat 1 Pi HAT(USA-VZW)	初始版本	2017年12月
LTE Cat 1 Pi HAT(Europe)	初始版本	2017年12月

规格参数

• 兼容Raspberry Pi 1 Model B+及更高版本

• LTE CAT.1并支持2G回退（仅限欧洲版本）

• UART和USB接口用于通信

• 支持Grove I2C和数字连接器

• 蜂窝模块协议

• 嵌入TCP/UDP协议栈

• 嵌入HTTP、FTP、SSL

• 双栈IPV4/IPV6

• 3GPP TS 27.007 [8]、TS 27.005 [9]标准AT命令

应用场景

• 物联网网关
• 数据记录器
• 自动售货机
• POS机
• 智能家居设备
• 机器人
• 广告设备
• 其他需要蜂窝网络的场景

硬件概述

接口

• LTE CAT.1: U-blox LARA-R2xx系列LTE CAT.1模块，更多信息请参考u-blox LARA-R2系列产品页面。
• Grove端口: 2个Grove I2C/数字端口，连接到SDA_RPI、SCL_RPI，可用作I2C或GPIO端口。
• 开关: 控制Grove端口电压为5V或3.3V
• USB接口: 可用于为LTE Cat.1 Pi HAT和Raspberry Pi一起供电，也可用作调试端口。关于如何用作调试端口，请参考FAQ Q1。
• 电池座: MP2617用于电池电源管理。如果未连接电池，CHG LED将以6HZ频率闪烁。充电时熄灭，充电完成时点亮。连接器为JST2.0标准。
• Lara-R2XX复位按钮: 复位Lara-R2xx模块。
• Lara-R2XX开机按钮: 按2秒钟开启Lara-R2xx模块。
• 天线: 包含2个天线，一个是主天线，另一个是分集天线。主天线用于发送和接收信号。必须连接。分集天线仅用于接收，用于提高接收器灵敏度。可选。
• Rpi 40引脚: 参考引脚图。
• SIM卡槽: 按照丝印方向插入LTE SIM卡。

caution

对于电池，我们建议使用3.7V锂离子电池并连接到JST2.0。特别是对于Lara-R211（欧洲版）Pi HAT，它包含GSM功能，功耗较高。如果周围没有LTE信号，LTE CAT.1 Pi HAT也会消耗大量电源。因此我们强烈建议连接电池。

引脚图

引脚用途	Python (BCM)	WiringPi GPIO	名称	P1 引脚编号		名称	WiringPi GPIO	Python (BCM)	引脚用途
3V3_RPI			3.3v 直流电源	1	2	5v 直流电源			5V_RPI
SDA_RPI		8	GPIO02 (SDA1, I2C)	3	4	5v 直流电源			5V_RPI
SCL_RPI		9	GPIO03 (SCL1, I2C)	5	6	接地			GND
空闲	4	7	GPIO04	7	8	GPIO14 (TXD0)	15		TX_RPI
GND			接地	9	10	GPIO15 (RXD0)	16		RX_RPI
RTS_RPI	17	0	GPIO17	11	12	GPIO18	1	18	空闲
空闲	27	2	GPIO27	13	14	接地			GND
空闲	22	3	GPIO22	15	16	GPIO23	4	23	空闲
3V3_RPI			3.3v 直流电源	17	18	GPIO24	5	24	空闲
空闲		12	GPIO10 (SPI0_MOSI)	19	20	接地			GND
空闲		13	GPIO09 (SPI0_MISO)	21	22	GPIO25	6	25	空闲
空闲		14	GPIO11 (SPI0 SCLK)	23	24	GPIO08 (SPI0_CS0)	10		空闲
GND			接地	25	26	GPIO07 (SPI0_CS1)	11		空闲
空闲		30	保留	27	28	保留	31		空闲
LARA_PWR	5	21	GPIO05	29	30	接地			GND
LARA_RST	6	22	GPIO06	31	32	GPIO12	26	12	空闲
空闲	13	23	GPIO13	33	34	接地			GND
空闲	19	24	GPIO19(SPI1 MISO)	35	36	GPIO16(SPI1 CS0)	27	16	CTS_RPI
空闲	26	25	GPIO26	37	38	GPIO20(SPI1 MOSI)	28	20	空闲
GND			接地	39	40	GPIO21(SPI1 SCLK)	29	21	空闲

尺寸

版本

现在我们已经制作了三个版本的 LTE Cat 1 Pi HAT。除了支持不同的网络外，它们几乎相同。您可能需要注意的是，只有欧洲版本支持 2G 网络。

版本	模块	网络
欧洲版	LARA-R211	2G/4G
美国-AT&T	LARA-R203	4G
美国-VZW	LARA-R204	4G

入门指南

硬件

note

我们在下面的演示中使用 Raspberry Pi3 和 2018-04-18 RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP。

• 步骤 1. 将 LTE Cat 1 Pi HAT 堆叠在 Raspberry Pi 顶部并连接 2 根天线。

• 步骤 2. 同时连接鼠标、键盘和显示器。
• 步骤 3. 给 Raspberry Pi 供电。

软件

• 步骤 1. 使用 dtoverlay=pi3-disable-bt 来启用 Raspberry Pi3/Pi4 UART0。

sudo nano /boot/config.txt

然后在 config.txt 的底部添加 dtoverlay=pi3-disable-bt 和 enable_uart=1。它应该看起来像这样。

[all]
#dtoverlay=vc4-fkms-v3d
dtoverlay=pi3-disable-bt
enable_uart=1

• 步骤 2. 禁用系统服务以使用 UART0。

sudo systemctl disable hciuart 

note

Pi3-disable-bt 禁用蓝牙设备并将 UART0/ttyAMA0 恢复到 GPIO 14 和 15。还需要禁用初始化调制解调器的系统服务，这样它就不会使用 UART：sudo systemctl disable hciuart。

• 步骤 3. 删除 cmdline.txt 中的 console=serial0,115200。

sudo nano /boot/cmdline.txt

然后从字符串中删除 console=serial0,115200。

• 步骤 4. 重启 Raspberry Pi3/Pi4

sudo reboot

• 步骤 5. 运行以下命令来运行演示

cd ~
git clone https://github.com/Seeed-Studio/ublox_lara_r2_pi_hat.git
cd ublox_lara_r2_pi_hat
sudo python setup.py install
cd test
sudo python test01.py

• 步骤 6. 这是终端的输出。

pi@raspberrypi:~/Desktop/ublox_lara_r2_pi_hat/examples $ sudo python test01.py
40-pin GPIO header detected
Enabling CTS0 and RTS0 on GPIOs 16 and 17
rts cts on
waking up...
module name:  LARA-R211
RSSI:  3

常见问题

Q1: 我们可以直接用 PC 与 LTE Cat 1 Pi HAT 通信吗？

A1: 是的，有 2 种方式。一种是 USB，另一种是 UART 端口。

• 对于 USB，请使用 USB 线缆直接将 Pi HAT 与 PC 连接。然后下载并安装 u-blox Cellular USB_Windows Driver, v2.0。在设备管理器中，COM3 和 COM4 用于 AT 命令。我们可以使用任何串行 COM 监控工具来运行 AT 命令，或者使用评估软件 m-center for Windows, version 1.11.0 for windows。

• 对于 UART 端口，请使用 usb to serial adaptor，按照以下连接并使用波特率 115200。我们可以使用任何串行 COM 监控工具来运行 AT 命令。

USB 转 UART 适配器	LTE Cat1 Pi HAT
GND	Pin6-GND
TX	Pin8-TX_RPI
RX	Pin10-RX_RPI
NA	Pin11-RTS_RPI 连接到 Pin9-GND

caution

如果我们使用 UART 端口进行通信，请务必将 RTS_RPI 连接到 GND，如上图红色标记所示。

Q2: 你们有 AT 命令列表吗？

A2: 这里是 u-blox-CEL_ATCommands。

Q3: Lara-R203/204/211 之间有什么区别？

A3: 请参考 u-blox LARA-R2 series product page。

Q4: 如何为 LARA-203 注册到 AT&T 网络？

A4: 请运行以下命令。

AT+COPS=2
AT+UMNOCONF=2
AT+COPS=0

您可以尝试以下命令来验证 AT&T 网络连接。

AT+UPSD=0,1,"AT&T"
AT+UPSDA=0,3
AT+UPING="www.google.com"

Q5: 如何为 LARA-204 注册到 Verizon 网络？

A5: 请运行以下命令。

AT+COPS=2
AT+UMNOCONF=3
AT+COPS=0

您可以尝试以下命令来验证 Verizon 网络连接。

AT+UPSD=0,1,"vzwinternet"
AT+UPSDA=0,3
AT+UPING="www.google.com"

资源

• [PDF] LTE Cat.1 Pi HAT 原理图
• [PDF] u-blox-CEL_AT命令
• [PDF] LARA-R2_数据手册
• [PDF] LARA-R2_系统集成手册
• [PDF] AT命令示例应用笔记

我们在 geppetto 中提供了这个部件，通过 Seeed 和 Geppeto 轻松实现模块化电子设计。立即构建。geppetto.seeedstudio.com

项目

基于 LTE Pi HAT 的人脸识别智能锁：人脸识别正变得越来越广泛应用，我们可以用它来制作智能锁。

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