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4G LTE HAT en Raspberry Pi- Redes TCP/IP Explicadas

Introducción​

TCP (Protocolo de Control de Transmisión) es vital para aplicaciones que involucran el Raspberry Pi 4G HAT porque asegura una transmisión de datos confiable, ordenada y verificada contra errores a través de internet. Esto es crucial para aplicaciones en tiempo real como dispositivos IoT, donde se necesita comunicación consistente con servidores en la nube o sistemas remotos. La confiabilidad de TCP lo hace ideal para enviar datos críticos (por ejemplo, lecturas de sensores, telemetría) y recibir comandos, asegurando que no se pierdan o corrompan datos. Soporta diversas aplicaciones como monitoreo remoto, sistemas de mensajería y transferencias de archivos con el Raspberry Pi actuando como puerta de enlace o cliente.

Prerrequisitos​

Requisitos de Hardware​

Raspberry Pi 5Raspberry Pi 4G LTE CAT4 HAT
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Requisitos de Software​

Controladores de comunicación y herramientas​

Si no has instalado los controladores relevantes y herramientas de comunicación, por favor revisa primero la guía

Requisitos Adicionales​

Necesitarás un servidor TCP preconfigurado con los siguientes detalles:

  • Host: Por ejemplo, tu propio servidor o para propósitos de prueba tcpbin.com
  • Número de Puerto: Un número de puerto dedicado, o en este caso, usaremos el puerto 4242 de tcpbin.com.

tcpbin.com es un servidor TCP público usado para pruebas y depuración de comunicación TCP/IP. Devuelve los mensajes enviados a él, haciéndolo ideal para verificar conectividad y transmisión de datos.

Enviar Comandos AT a tcpbin.com​

Abre Minicom en Raspberry Pi o Qcom Tool en Windows vía USB.

sudo minicom -D /dev/ttyUSB2
PasoAcciónComando ATRespuesta Esperada
1Configurar el APN para su proveedor de red móvil.AT+QICSGP=1,1,"dialogbb","","",1OK
2Activar el contexto PDP.AT+QIACT=1OK
3Verificar que el contexto PDP esté activado.AT+QIACT?+QIACT: 1,1,1,"<Su_Dirección_IP>" OK
4Abrir una conexión TCP al servidor.AT+QIOPEN=1,0,"TCP","tcpbin.com",4242,0,0+QIOPEN: 0,0 (Indica una conexión exitosa)
5Enviar un mensaje al servidor.AT+QISEND=0> (Solicitud para ingresar el mensaje) Después de escribir el mensaje: Hello TCPBin<Ctrl+Z> SEND OK
6Leer la respuesta del servidor.AT+QIRD=0,1500+QIRD: <longitud> Hello TCPBin OK
7Cerrar la conexión TCP.AT+QICLOSE=0OK

Script Automatizado de Python​

A continuación se presenta un script automatizado de Python para interactuar con el módulo Quectel 4G LTE en una Raspberry Pi. El script utiliza la biblioteca serial para enviar comandos AT al módulo. Puede personalizar las variables para APN, puerto, velocidad de baudios, puerto TCP y dirección.

Implementación del Código Python​

Paso 1. Preparar el Directorio y el Entorno Virtual​

  • Abra una terminal en su Raspberry Pi.
  • Cree una nueva carpeta de proyecto y navegue hacia ella:
mkdir TCP_EX
cd TCP_EX
  • Configurar un entorno virtual de Python:
python3 -m venv --system-site-packages env
  • Activa el entorno virtual:
source env/bin/activate
  • Instala las librerías requeridas:
pip install pyserial

Paso 2. Preparar el Script de Python​

  • Abre el IDE de Python Thonny (preinstalado en Raspberry Pi).

  • Crea un nuevo archivo en Thonny y pega el código proporcionado en el editor.

  • Actualiza el parámetro usb_port para que coincida con el puerto serie de tu Raspberry Pi para el HAT 4G. Típicamente, podría ser /dev/ttyUSB2 o /dev/ttyUSB3. Ejemplo:

usb_port = "/dev/ttyUSB2"
  • Guarda el archivo como test_mqtt.py en la carpeta TCP_EX.
import serial
import time

# Configuration Variables
APN = "dialogbb"  # Replace with your network APN
PORT = "/dev/ttyUSB2"  # Serial port connected to the Quectel module
BAUDRATE = 9600  # Communication baud rate
TCP_ADDRESS = "tcpbin.com"  # TCP server address
TCP_PORT = 4242  # TCP server port
MESSAGE = "Hello TCPBin"  # Message to send


def send_command(ser, command, wait_for="OK", timeout=5):
    """
    Send an AT command to the module and wait for a response.
    """
    ser.write((command + "\r\n").encode())
    time.sleep(0.5)
    end_time = time.time() + timeout
    response = b""
    while time.time() < end_time:
        if ser.in_waiting > 0:
            response += ser.read(ser.in_waiting)
            if wait_for.encode() in response:
                break
    print(f">> {command}")
    print(response.decode().strip())
    return response.decode().strip()


def main():
    try:
        # Open serial connection
        ser = serial.Serial(PORT, BAUDRATE, timeout=1)
        time.sleep(2)  # Allow the module to initialize

        # 1. Configure APN
        send_command(ser, f'AT+QICSGP=1,1,"{APN}","","",1')

        # 2. Activate PDP Context
        send_command(ser, "AT+QIACT=1")

        # 3. Check PDP Context State
        send_command(ser, "AT+QIACT?")

        # 4. Open TCP Connection
        send_command(ser, f'AT+QIOPEN=1,0,"TCP","{TCP_ADDRESS}",{TCP_PORT},0,0')
        time.sleep(5)  # Allow connection to establish

        # 5. Send Data
        send_command(ser, f"AT+QISEND=0")
        ser.write((MESSAGE + "\x1A").encode())  # Send message and end with Ctrl+Z
        time.sleep(1)  # Allow time for sending
        print("Message sent.")

        # 6. Read Response
        response = send_command(ser, "AT+QIRD=0,1500")
        print(f"Server Response: {response}")

        # 7. Close Connection
        send_command(ser, "AT+QICLOSE=0")
        print("Connection closed.")

        # Close serial port
        ser.close()

    except Exception as e:
        print(f"Error: {e}")


if __name__ == "__main__":
    main()


Paso 3. Ejecutar el Script​

  • Abre una terminal, asegúrate de estar en el directorio del proyecto:
cd TCP_EX
  • Activa el entorno virtual:
source env/bin/activate
  • Ejecuta el script usando Python:
python test_tcp.py

Recursos​

Soporte Técnico y Discusión de Productos​

¡Gracias por elegir nuestros productos! Estamos aquí para brindarle diferentes tipos de soporte para asegurar que su experiencia con nuestros productos sea lo más fluida posible. Ofrecemos varios canales de comunicación para satisfacer diferentes preferencias y necesidades.

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