reComputer Rugged J401 硬件与接口使用

本 wiki 介绍 reComputer Rugged J40 的各类硬件和接口，并说明如何使用它们来扩展你的项目创意。reComputer Rugged J40 上的大多数接口采用 M12 连接器，具备 IP66 级防水防尘能力以及出色的抗震性能。这使其非常适合在恶劣的户外环境中长期部署，例如船载系统和港口监控系统。

硬件接口概览

电源

reComputer Rugged J401 配备了一个 M12 A-code 直流 19-48V 电源接口，兼容宽电压输入范围，适用于多种供电环境。接口定义如下表所示。

Pin	用途	类型	线缆颜色
1	直流电源输入	电源	棕色
2			白色
3	接地	接地	蓝色
4			黑色

显示

卸下固定防水侧盖的两颗螺丝并打开侧盖，即可访问 HDMI 2.1 接口，从而获得高质量的显示输出。

用于 SSD 的 M.2 Key M 和用于 Wi-Fi 与蓝牙的 M.2 Key E

reComputer Rugged J401 提供一个 M.2 Key E 接口，通过该接口你可以扩展设备的蓝牙和 Wi-Fi 功能。我们推荐使用 Intel Dual Band RTL8822CE 无线网卡。

M.2 Key M 是为高速固态硬盘（SSD）设计的接口，提供超高速数据传输速率，非常适合高性能应用。

接口位置如下图所示。

使用说明

如果你想拆下随设备附带的 SSD 并安装新的 SSD，需要确保你的 SSD 满足以下两个条件：

支持 M.2 Key M slot with x4 PCIe Gen3 接口。
符合 2242 尺寸规格。

在 Jetson 设备中打开终端，输入以下命令测试 SSD 的读写速度。

sudo dd if=/dev/zero of=tempfile bs=1M count=1024 conv=fdatasync

测试完成后，请运行 sudo rm tempfile 命令删除缓存文件。

安装好 Wi-Fi 模块并为设备上电后，我们就可以配置设备的 Wi-Fi 和蓝牙设置。

当然，我们也可以通过以下命令检查设备的运行状态。

ifconfig

bluetoothctl

用于 4G/5G 模块的 M.2 Key B

M.2 Key B 插槽支持带 Nano SIM 卡座的 4G/5G 蜂窝模块。

硬件连接

使用说明

步骤 1. 检查硬件识别情况

lsusb

该命令会显示系统中连接的所有 USB 设备列表，以及它们的厂商（ID）、类型和其他信息。例如，输出中可能会显示来自 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. 的 EM12-G 设备，表明 5G 模块已存在。

步骤 2. 确认驱动加载情况

必须确保 5G 模块所需的 option 驱动已被加载。我们可以使用 lsmod 命令进行检查。

lsmod | grep option 

如果 option 驱动加载成功，输出中会显示与该驱动相关的信息。

步骤 3. 配置 ModemManager

ModemManager 是一个用于管理调制解调器设备的工具，需要安装并重启。

sudo apt install modemmanager 
sudo systemctl restart ModemManager 

apt install 命令用于安装 ModemManager 软件包，而 systemctl restart 用于重启 ModemManager 服务，以确保新设置生效。

步骤 4. 验证模块识别情况

我们可以使用 mmcli -L 命令检查 ModemManager 是否能够正确识别 5G 模块。

mmcli -L 

如果 5G 模块被识别，将会显示类似 /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0 的输出，表示检测到的调制解调器设备路径。

步骤 5. 设置 APN

APN（接入点名称，Access Point Name）对于移动设备连接网络至关重要。我们将使用 nmcli 命令创建一个承载配置文件。以中国移动为例，可以通过以下命令创建配置文件：

sudo nmcli con add type gsm ifname "*" apn "CMNET" ipv4.method  auto 

该命令会新增一个 GSM（全球移动通信系统，Global System for Mobile Communications）类型的连接，将 APN 指定为 "CMNET"，并使用自动 IPv4 配置。

步骤 6. 激活连接

创建承载配置文件后，我们需要激活该连接。

sudo nmcli con up "gsm" 

该命令会激活 GSM 连接，如果成功，将显示确认信息。

步骤 7. 再次验证模块识别情况

再次运行 mmcli -L 命令，以确保在配置 APN 之后模块仍然被识别。

mmcli -L 

步骤 8. 检查模块状态

最后，我们可以使用 mmcli -m 0 命令查看模块的详细信息，例如 IP 分配、运营商以及网络连接状态。

mmcli -m 0 

该命令会提供有关 5G 模块的全面信息，包括其制造商、型号、支持和当前使用的网络技术、设备状态以及已连接的网络运营商。

以太网

reComputer Rugged J401 提供 1 个标准千兆以太网（10/100/1000M）RJ45 接口（J35）和 4 个千兆 PSE（供电设备，Power Sourcing Equipment）RJ45 接口（J36–J39）。标准千兆接口用于常规网络连接。PSE 接口支持 IEEE 802.3af/at 标准，可通过以太网为连接的设备（如 IP 摄像头和无线接入点）供电，单口最大输出功率为 15.4W（802.3af）。这使其非常适合工业、AMR 和户外边缘计算应用，无需单独铺设电源线。所有千兆接口均源自 Jetson Orin 模块内部的 PCIe 控制器，并支持 10/100/1000M 自适应协商。

USB

reComputer Rugged J401 提供 4 个 USB 3.2 Type-A 接口（通过内部 USB 3.1 Gen1 集线器实现，支持最高 5Gbps 数据速率，可连接高速外设、存储设备或摄像头）以及 1 个 USB 2.0 Type-C 调试接口（作为串口控制台，用于访问系统日志、调试启动问题以及执行固件更新）。

USB-A 速度测试

创建一个脚本来测试 USB 设备速度：

vim test_usb.sh

粘贴以下内容：

cat <<'EOF' | sudo tee test_usb.sh >/dev/null
#!/bin/bash
set -e

MOUNT_POINT="$1"
TEST_FILE="$MOUNT_POINT/test_usb_speed.bin"

if [ -z "$MOUNT_POINT" ]; then
  echo "Usage: $0 <mount_point>"
  echo "Example: $0 /media/seeed/USB"
  exit 1
fi

if [ ! -d "$MOUNT_POINT" ]; then
  echo "Error: $MOUNT_POINT is not a directory"
  exit 1
fi

echo "Write test..."
dd if=/dev/zero of="$TEST_FILE" bs=1M count=2048 conv=fdatasync status=progress

echo
echo "Drop caches..."
sync
echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches >/dev/null

echo "Read test..."
dd if="$TEST_FILE" of=/dev/null bs=1M count=2048 status=progress

echo
echo "Cleaning up..."
rm -f "$TEST_FILE"
EOF

按 Esc 退出插入模式，然后输入 :w 并回车保存脚本，之后退出进程。

使脚本具有可执行权限并进行测试：

sudo chmod +x test_usb.sh
./test_usb.sh /mnt          # If your USB drive is mounted at /mnt
# Or
./test_usb.sh /media/usb    # If your USB drive is mounted at /media/usb
# Or
./test_usb.sh /path/to/your/usb/mount_point

USB 2.0 Type-C 接口

通过此串口，使用 USB-C 数据线，你可以在 PC 端监控输入和输出的调试信息。

在 Windows 上安装 Silicon Labs CP210x Universal Windows VCP Driver。

在设备管理器中，找到并确认分配给串行设备的 COM 端口

（截图中为 COM8）。

在 PowerShell 中运行以下命令：

#Choose your own serial port 
python -m serial.tools.miniterm COM8 115200

使用用户名和密码登录。

RTC

reComputer Rugged J401 集成了带电池备份的硬件 RTC，用于精确计时。

硬件连接

使用说明

步骤 1. 按上述说明连接 RTC 电池。

步骤 2. 打开 reComputer Rugged J401。

步骤 3. 在 Ubuntu 桌面上，点击右上角的下拉菜单，进入 Settings > Date & Time，通过以太网线连接网络并选择 Automatic Date & Time，以自动获取日期/时间。

如果你尚未通过以太网连接到互联网，可以在此手动设置日期/时间。

步骤 4. 打开终端窗口，执行以下命令检查硬件时钟时间：

cat /sys/devices/platform/bpmp/bpmp:i2c/i2c-4/4-003c/nvvrs-pseq-rtc/rtc/rtc0/time

步骤 5. 断开网络连接并重启设备。你会发现系统时间虽然断电，但仍能正常工作。

CAN

测试和介绍将在文档完成后补充。

DI/DO

reComputer Rugged J401 的 DI/DO 接口集成在 J47 2x10P 连接器上，与 CAN 接口共用该接口。它们支持 2 路数字输入和 2 路数字输出，具有信号传输稳定和工业级电压适配能力，适用于连接数字传感器、继电器等外设设备。

硬件连接

M12 接口上对应的 DI/DO 引脚如下图所示。

数字输入（DI）/ 数字输出（DO）通道

使用说明

数字输出（DO）操作

DO 接口采用开漏输出。你可以通过命令设置输出电平（高/低），以控制继电器、LED 等外设。

运行以下命令以使能 DO 通道（输出 12V，由外部上拉电阻和 12V 电源供电）：

# Enable DO_30V_1 (gpiochip0 106)
sudo gpioset --mode=wait 0 106=1

# Enable DO_30V_2 (gpiochip0 43)
sudo gpioset --mode=wait 0 43=1

运行以下命令以关闭 DO 通道（输出约 0V）：

# Disable DO_30V_1 (gpiochip0 106)
sudo gpioset --mode=wait 0 106=0

# Disable DO_30V_2 (gpiochip0 43)
sudo gpioset --mode=wait 0 43=0

DO 拉高前：

DO 拉高后：

数字输入（DI）操作

使用 gpioget 命令读取 DI 通道的输入电平（返回值 1 = 高电平，0 = 低电平），以获取外设设备的状态。

# Read DI_12V_1 (gpiochip0 105) status
gpioget gpiochip0 105

# Read DI_12V_2 (gpiochip0 144) status
gpioget gpiochip0 144

UART

reComputer Rugged J401 配备了独立的 UART 接口（UART1），支持 RS232、RS422 和 RS485 通信模式，具有信号传输稳定、与外设设备兼容性强等特点。

硬件连接

UART 接口通道

通过拨动 SW3 开关在 RS232、RS485 和 RS422 模式之间切换。

注意：当开关按下（ON）时，该位为 0；未按下时，该位为 1。

Mode_0	Mode_1	Mode_2	Mode	Status
0	0	0	RS-422 全双工	1T/1R RS-422
0	0	1	纯 RS-232	3T/5R RS-232
0	1	0	RS-485 半双工	1T/1R RS-485，TX ENABLE 低电平有效
0	1	1	RS-485 半双工	1T/1R RS-485，TX ENABLE 高电平有效
1	0	0	RS-422 全双工	带终端电阻的 RS-422
1	0	1	RS-232	1T/1R RS-232 与 RS485 应用共存，无需总线开关（用于特殊用途）
1	1	0	RS-485	带终端电阻的 1T/1R RS-485，TX ENABLE 低电平有效
1	1	1	关闭	所有 I/O 引脚为高阻态

SPI

硬件连接

使用说明

使用杜邦线连接目标 SPI 通道的核心引脚（以 /dev/spidev0.0 为例）：将 MOSI 引脚连接到其 MISO 引脚（实现数据回环收发）。

接线示意图如下：

步骤 1：加载 SPI 内核模块（前提条件）

在操作 SPI 接口之前，确保已加载 spidev 内核模块（默认系统可能已预加载，但建议手动确认）：

sudo modprobe spidev

如果命令执行后没有错误提示，则表示模块加载成功；如果模块已经加载，该命令不会返回任何信息，这是正常现象。

步骤 2：查看 SPI 设备节点

在终端中输入以下命令，查看 reComputer Rugged J401 的 SPI 接口映射出的设备名称：

ls /dev/spidev*

如果未显示任何设备节点，说明 spidev 模块未成功加载。请重新运行 sudo modprobe spidev 并检查系统日志进行排查。

步骤 3：获取并编译 SPI 测试代码

从 GitHub 拉取 spidev-test 测试代码并进行编译：

git clone https://github.com/rm-hull/spidev-test
cd spidev-test
gcc spidev_test.c -o spidev_test

步骤 4：运行 SPI 测试程序

在终端中输入以下命令运行 SPI 测试程序（以 /dev/spidev2.0 为例）：

sudo ./spidev_test -v -D /dev/spidev0.0 -s 100000 -p "Hello SPI"

步骤 5：验证测试结果

运行测试命令后，你可以在终端中观察 SPI0.0 接口的数据收发情况。核心输出如下：

关键判断标准：TX（发送）数据与 RX（接收）数据一致，表明 SPI 回环测试成功，SPI 接口功能正常。

I2C

Rugged J401 通过 J8 2x10 Pin 连接器提供 I2C 接口，可方便连接传感器和外设，实现系统扩展。

硬件连接

将你的 I2C 设备连接到载板上的 I2C 接口：

Ground -> Ground（引脚 1）
SDA -> SDA（引脚 16）
SCL -> SCL（引脚 14）
VCC -> 3V3（引脚 20）

使用说明

步骤 1. 安装 I2C 测试工具：

sudo apt update
sudo apt-get install i2c-tools

步骤 2. 查看 I2C 总线映射：

i2cdetect -l

步骤 3. 扫描 I2C 总线上的设备：

sudo i2cdetect -y -r 1

资源

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感谢您选择我们的产品！我们将为您提供多种支持，以确保您在使用我们产品的过程中尽可能顺畅。

硬件接口概览

电源​

显示​

用于 SSD 的 M.2 Key M 和用于 Wi-Fi 与蓝牙的 M.2 Key E​

使用说明​

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以太网​

USB​

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USB 2.0 Type-C 接口​

RTC​

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数字输出（DO）操作​

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I2C​

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用于 SSD 的 M.2 Key M 和用于 Wi-Fi 与蓝牙的 M.2 Key E

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