【Ubuntu】 在Linux Yocto的基础上去适配Ubuntu的4G / 5G模块

已于 2025-04-18 19:25:36 修改
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分类专栏： 驱动开发 Linux 文章标签： ubuntu
于 2025-04-11 22:39:44 首次发布
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Ⅰ）、结论

简而言之
一、更改4G/5G模块网络节点的名字
①使用udev规则，设定物理路程（4G/5G插入的物理地址）名字为usb0

二、自动分配ip：
①让ModemManager别管理usb0
②让ModemManager管理ttyUSB（0~3）
③让NetworkManager管理usb0

三、实现打电话、发短信：
①让ModemManager别管理ttyUSB2，我们要用来发AT指令

Ⅱ）、完整解决流程总结

一. 固定4G模块的网络接口名 usb0（基于物理路径）

1.查看模块的总线号，端口号和vid和pid

ifconfig查看4G模块网络节点的名字，发现是etx44876393bb3a（wlx+mac地址）
通过udevadm info -a + /sys/class/net/etx44876393bba路径的命令去查看etx44876393bba的总线号，端口号和vid和pid对应的driver设备。

udevadm info -a /sys/class/net/etx44876393bb3a
udevadm info -a /sys/class/net/etx44876393bb3a | grep -i "idVendor\|idProduct\|driver"
2.根据模块的总线号，端口号和vid和pid的信息去设定规则
# 创建UDEV规则文件
sudo vi /etc/udev/rules.d/10-4g-rename.rules

添加内容：

SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{busnum}=="2", ATTRS{devpath}=="1.3", NAME="usb0"

生效规则：

sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger

作用：设置接入物理路径（总线号为2，端口号为1.3）的名字都为usb0，无论接口MAC地址如何变化，只要物理路径为（总线号为2，端口号为1.3），那么始终命名为 usb0。

【后续的调试更改】！！！

因为除了4G和5G模块，我们这个接口（pcie转usb接口）还插wifi模块（8188、8811模块），那我们的wifi模块的网络节点不可能叫usb0，所以我们需要修改udev的4g/5g/wifi命名规则文件。改成如下图所示：
主要是基于插入的4g、5g、wifi模块的唯一的厂商id(VID) 和 产品id(PID)去修改模块的网络节点命名。
在这里插入图片描述

二、4G模块自动分配ip

1. 隔离 ModemManager 和 NetworkManager 的管理范围

作用：
• ModemManager 管理 ttyUSB0-3（用于短信/拨号）。
• NetworkManager 管理 usb0（用于网络通信）。

2. 通过udev设置ModemManager管理权限
# 禁止ModemManager管理网络接口（usb0）
sudo vi /etc/udev/rules.d/77-mm-ignore-usb0.rules

添加内容：

SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{busnum}=="2", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_DEVICE_IGNORE}="1"

# 允许ModemManager管理ttyUSB端口（ttyUSB0-3）
sudo vi /etc/udev/rules.d/77-mm-manage-ttyUSB.rules

添加内容：

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="0"

生效规则：

sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger
3. 设置 NetworkManager 全局策略
# 修改全局配置文件，强制允许 NW 管理 usb0接口
sudo vi /usr/lib/NetworkManager/conf.d/10-globally-managed-devices.conf

因为usb0没有被识别为ethernet类型，所以在这个文件加上except:interface-name:usb0。

修改后内容：

[keyfile]
unmanaged-devices=*,except:type:wifi,except:type:gsm,except:type:cdma,except:type:ethernet,except:interface-name:usb0

重启服务：

sudo systemctl restart NetworkManager

作用：显式允许管理 usb0（绕过类型识别依赖）。

4. 创建 NetworkManager 连接配置，让usb0自动分配ipv4
# 删除旧配置
sudo nmcli con delete "4G-USB"

# 创建新配置
sudo nmcli con add type ethernet \
  con-name "4G-USB" \
  ifname usb0 \
  ipv4.method auto \
  ipv6.method ignore \
  autoconnect yes

# 激活连接
sudo nmcli con up "4G-USB"

三、 4G模块发短信和打电话

1. 禁止 ModemManager 占用 ttyUSB2（关键！）

因为前面设置了77-mm-manage-ttyUSB.rules文件，让ModemManager管理所有的ttyUSB接口，但是这里的接口中的ttyUSB2我们要用，用来发AT指令，所以这里设置udev规则禁止ModemManager管理ttyUSB2。

# 创建UDEV规则，禁止ModemManager管理ttyUSB2
sudo vi /etc/udev/rules.d/78-mm-ignore-ttyUSB2.rules

添加内容：

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1"

生效规则：

sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger
sudo systemctl restart ModemManager

作用：让 ttyUSB2 仅由用户程序控制，避免 ModemManager 冲突。

四. 验证串口权限

# 确保用户属于dialout组
sudo usermod -aG dialout $USER
# 重启生效
sudo reboot

五、最终验证

1. 网络功能
nmcli dev status          # 应显示 usb0 为 connected
ip addr show usb0         # 应显示 IPv4 地址
ping -I usb0 8.8.8.8     # 测试网络连通性
2. 短信功能
# 发送短信
./send_sms /dev/ttyUSB2 192******** "www.tronlong.com"
# 预期输出：AT+CMGF=1 返回 OK
3. 电话功能
# 拨打电话
./phone_call /dev/ttyUSB2 192********
# 预期输出：ATD19200952893; 触发拨号

六、关键问题解释

为什么之前失败？

  1. ModemManager 冲突：
    我们只需要ModemManager管理除ttyUSB2以外的其它端口，因为ttyUSB2我们要用来发送AT指令给模块进行操作。但是ModemManager 默认会接管所有 ttyUSB* 设备，会导致用户程序无法直接控制 ttyUSB2。所以我们需要去禁止 ModemManager 管理 ttyUSB2。
    解决：通过 ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1" 显式禁止其管理。

  2. NetworkManager 策略限制：
    原配置仅允许管理特定类型设备，而 usb0 未被正确识别为 ethernet。
    解决：因为而 usb0 未被正确识别为 ethernet，所以except:ethernet 没有使usb0生效，导致usb0没有受到NetworkManager管控。我们通过except:interface-name:usb0` 让NetworkManager正确识别，并受到NetworkManager的管控，让NetworkManager为usb0自动分配ip做准备。

七、总结

配置文件路径作用
/etc/udev/rules.d/10-4g-rename.rules使网络接口名固定为 usb0
/etc/udev/rules.d/77-mm-ignore-usb0.rules禁止 ModemManager 管理 usb0
/etc/udev/rules.d/77-mm-manage-ttyUSB.rules允许 ModemManager 管理其他 ttyUSB* 端口
/etc/udev/rules.d/78-mm-ignore-ttyUSB2.rules禁止 ModemManager 管理 ttyUSB2（用户程序独占）
/usr/lib/NetworkManager/conf.d/10-globally-managed-devices.conf强制 NetworkManager 管理 usb0

按此流程操作后，4G模块的命名修改 + ip自动分配+通信（发短信和打电话）功能均可正常工作。

Ⅲ）、更为详细的总结

超详细解释与操作指南

一、基础概念解释
1. UDEV 是什么？

• 定义：UDEV 是 Linux 系统中的一个守护进程，负责在 /dev 目录下动态管理设备节点（如 /dev/ttyUSB2、/dev/usb0 等）。
• 作用：当设备插入或移除时，UDEV 会根据规则文件（位于 /etc/udev/rules.d/）动态创建设备节点，并设置权限或触发其他操作。
• 规则文件命名：
• 规则文件以数字开头（如 77-mm-...），数字越小优先级越高。
• 文件名可自定义，但通常用数字表示优先级，例如 10- 开头的规则会在 90- 之前执行。

2. ModemManager 是什么？

• 定义：ModemManager 是 Linux 中管理移动宽带模块（如4G模块）的守护进程，负责处理拨号、短信、网络注册等功能。
• 名字由来：
• Modem：调制解调器（Mobile Broadband Modem）。
• Manager：管理器。
合起来就是“调制解调器管理器”。
• 功能：自动检测模块、管理 SIM 卡状态、发送 AT 指令等。

3. 为什么 ModemManager 的设置与 UDEV 有关？

• 设备管理依赖：ModemManager 需要通过 /dev/ttyUSB* 这样的串口设备与模块通信。
• 冲突问题：如果 ModemManager 和用户程序同时操作同一个串口，会导致资源冲突（例如用户程序无法发送 AT 指令）。
• 解决方式：通过 UDEV 规则控制哪些设备由 ModemManager 管理，哪些由用户程序直接控制。

二、UDEV规则详解
1. 规则文件路径与命名

• 路径：/etc/udev/rules.d/
• 这是 UDEV 规则的标准存放目录，系统会加载此目录下所有 .rules 文件。
• 命名示例：
• 10-4g-rename.rules：以 10 开头，表示优先级较高。
• 77-mm-ignore-usb0.rules：以 77 开头，表示优先级中等，mm 表示与 ModemManager 相关。

2. 规则语法解析
(1) 禁止 ModemManager 管理网络接口（usb0）
# 文件：/etc/udev/rules.d/77-mm-ignore-usb0.rules
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{busnum}=="2", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_DEVICE_IGNORE}="1"

• 逐字段解释：
• SUBSYSTEM=="net"：匹配设备类型为网络接口（如以太网卡、WiFi）。
• ACTION=="add"：当设备被添加到系统时触发规则。
• ATTRS{busnum}=="2"：匹配 USB 总线号为 2 的设备（通过 dmesg 或 udevadm info 可查看）。
• ATTRS{devpath}=="1.3"：匹配设备在总线上的路径为 1.3（表示 USB 集线器的第一个端口下的第三个设备）。
• ENV{ID_MM_DEVICE_IGNORE}="1"：设置环境变量 ID_MM_DEVICE_IGNORE 为 1，告知 ModemManager 忽略此设备。

• 作用：让 ModemManager 不管理 usb0 接口（避免与 NetworkManager 冲突）。

(2) 允许 ModemManager 管理 AT 指令端口（ttyUSB0-3）
# 文件：/etc/udev/rules.d/77-mm-manage-ttyUSB.rules
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="0"

• 逐字段解释：
• SUBSYSTEM=="tty"：匹配设备类型为串口（如 /dev/ttyUSB0）。
• ATTRS{idVendor}=="2c7c"：匹配设备的厂商ID为 2c7c（Quectel 的厂商ID）。
• ATTRS{idProduct}=="0125"：匹配设备的产品ID为 0125（例如 Quectel EC25 模块的ID）。
• ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="0"：设置环境变量 ID_MM_PORT_IGNORE 为 0，告知 ModemManager 管理此设备。

• 作用：允许 ModemManager 管理所有 Quectel 模块的串口（用于短信、拨号等）。

(3) 禁止 ModemManager 管理特定串口（ttyUSB2）
# 文件：/etc/udev/rules.d/78-mm-ignore-ttyUSB2.rules
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1"

• 逐字段解释：
• ATTRS{devpath}=="1.3"：精确匹配设备路径为 1.3（即该模块的 AT 指令端口）。
• ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1"：设置环境变量 ID_MM_PORT_IGNORE 为 1，告知 ModemManager 忽略此端口。

• 作用：让用户程序独占 /dev/ttyUSB2，避免 ModemManager 冲突。

3. 环境变量 ID_MM_* 的含义

• 命名由来：
• ID_MM 前缀表示这些变量专为 ModemManager 设计。
• PORT_IGNORE 和 DEVICE_IGNORE 是 ModemManager 定义的变量名。
• 作用：
• ID_MM_PORT_IGNORE=1：让 ModemManager 忽略某个串口。
• ID_MM_DEVICE_IGNORE=1：让 ModemManager 忽略某个网络设备。

三、操作步骤详解
1. 固定接口名 usb0

• 命令：

sudo vi /etc/udev/rules.d/10-4g-rename.rules

SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{busnum}=="2", ATTRS{devpath}=="1.3", NAME="usb0"

• 作用：无论模块的 MAC 地址如何变化，接口名始终为 usb0，避免因动态命名（如 enp0s1）导致配置失效。

2. 隔离 ModemManager 和 NetworkManager

• 禁止 ModemManager 管理网络接口：

sudo vi /etc/udev/rules.d/77-mm-ignore-usb0.rules

SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{busnum}=="2", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_DEVICE_IGNORE}="1"

• 作用：防止 ModemManager 干扰 usb0 的网络功能。

• 允许 ModemManager 管理其他串口：

sudo vi /etc/udev/rules.d/77-mm-manage-ttyUSB.rules

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="0"

• 作用：允许 ModemManager 管理模块的诊断端口（如 ttyUSB0），用于获取信号强度、SIM 状态等。

3. 强制 NetworkManager 管理 usb0

• 修改全局策略文件：

sudo vi /usr/lib/NetworkManager/conf.d/10-globally-managed-devices.conf

[keyfile]
unmanaged-devices=*,except:type:wifi,except:type:gsm,except:type:cdma,except:type:ethernet,except:interface-name:usb0

• 作用：覆盖默认策略，强制 NetworkManager 管理 usb0。

4. 创建网络连接配置

• 命令：

sudo nmcli con add type ethernet con-name "4G-USB" ifname usb0 ipv4.method auto ipv6.method ignore autoconnect yes

• 作用：创建一个名为 4G-USB 的连接，自动通过 DHCP 获取 IPv4 地址。

5. 禁止 ModemManager 占用 ttyUSB2

• 命令：

sudo vi /etc/udev/rules.d/78-mm-ignore-ttyUSB2.rules

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2c7c", ATTRS{idProduct}=="0125", ATTRS{devpath}=="1.3", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1"

• 作用：让用户程序（如 send_sms）独占 ttyUSB2，避免 ModemManager 冲突。

6. 生效规则

• 重新加载 UDEV 规则：

sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger

• 重启服务：

sudo systemctl restart ModemManager NetworkManager
四、最终效果

• 网络功能：usb0 自动获取 IP，通过 ping -I usb0 8.8.8.8 测试。
• 短信功能：./send_sms /dev/ttyUSB2 19200952893 "Test" 直接控制串口发送短信。
• 电话功能：./phone_call /dev/ttyUSB2 19200952893 直接拨号。

五、总结

• UDEV 规则：通过精确匹配设备属性（如总线号、厂商ID），控制 ModemManager 的管理范围。
• 环境变量：ID_MM_PORT_IGNORE 和 ID_MM_DEVICE_IGNORE 是 ModemManager 的“开关”，1 表示忽略，0 表示管理。
• 命名逻辑：规则文件名中的 mm 表示 ModemManager，ignore 表示忽略设备，manage 表示管理设备。

Ⅳ）、真实案例——真实的调试过程

1.设置名字

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.配置自动分配ip

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

3.配置发短信、打电话

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

Ⅴ）、5G的配置（与4G差不多）

分步解决方案：解决5G模块问题

1. 确认5G模块的USB信息
# 插入模块后执行
lsusb

• 输出示例：

Bus 002 Device 003: ID 2cb7:0102 Fibocom FG652-CN

记录 idVendor（如 2cb7）和 idProduct（如 0102）。

2. 更新UDEV规则
# 创建新规则文件
sudo vi /etc/udev/rules.d/80-fg652-cn.rules

添加内容：

# 固定网络接口名为usb0
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRS{idVendor}=="2cb7", ATTRS{idProduct}=="0102", NAME="usb0"

# 禁止ModemManager管理所有ttyUSB端口
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="2cb7", ATTRS{idProduct}=="0102", ENV{ID_MM_PORT_IGNORE}="1"

生效规则：

sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger
3. 强制NetworkManager管理usb0
# 确保策略文件包含usb0
sudo vi /usr/lib/NetworkManager/conf.d/10-globally-managed-devices.conf

修改为：

[keyfile]
unmanaged-devices=*,except:interface-name:usb0

重启服务：

sudo systemctl restart NetworkManager
4. 检查IP分配
# 手动获取IP（如果DHCP失败）
sudo dhclient -v usb0
# 查看IP
ip addr show usb0

• 预期输出：显示有效的IPv4或IPv6地址。

5. 测试网络连通性(可选)
# 强制使用IPv4（避免IPv6干扰）
ping -4 www.baidu.com -I usb0
6. 手动测试AT指令(可选)
# 安装minicom
sudo apt install minicom
# 测试不同ttyUSB端口
sudo minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200
sudo minicom -D /dev/ttyUSB1 -b 115200

在minicom中输入：

AT+CPIN?          # 检查SIM卡状态
AT+CSQ            # 检查信号质量
AT+CMGF=1         # 设置文本模式

• 关键点：

  1. 确认正确的AT指令端口（如 ttyUSB1）。
  2. 确认波特率（可能为 115200 或 9600）。
7. 修改短信/电话脚本(可选)

如果AT指令端口或波特率变化，需更新程序中的默认参数：

# 示例：修改send_sms脚本中的默认端口和波特率
sudo vi send_sms

修改代码：

# 原始配置
port = "/dev/ttyUSB2"
baudrate = 9600

# 新配置
port = "/dev/ttyUSB1"
baudrate = 115200
8. 验证驱动兼容性
# 检查内核日志
dmesg | grep "Fibocom"
# 预期输出：
usb 2-1.3: New USB device found, idVendor=2cb7, idProduct=0102
cdc_ether 2-1.3:1.4 usb0: register 'cdc_ether' ...

• 若驱动未加载：
需安装模块特定驱动（参考厂商文档）。

关键问题解析

问题原因解决方案
ping卡住且显示警告IPv6地址优先或DHCP未完成使用 ping -4 强制IPv4，或检查DHCP配置
短信/电话失败AT指令端口变化（如从 ttyUSB2 变为 ttyUSB1）更新脚本中的默认端口
5G模块未被识别为usb0UDEV规则未匹配新模块的USB ID新增规则匹配 idVendor=2cb7 和 idProduct=0102
串口通信错误波特率不匹配（如FG652-CN需115200）在程序或minicom中显式设置波特率

总结

  1. UDEV规则更新：确保新模块的USB ID和路径被正确匹配。
  2. 网络调试：优先使用IPv4，确认DHCP/IP分配正常。
  3. AT指令适配：手动验证端口和波特率，更新程序配置。
  4. 驱动兼容性：检查内核日志，必要时安装厂商驱动。

按此流程操作后，5G模块的网络和通信功能应恢复正常。若仍有问题，请提供 dmesg 和 journalctl -u NetworkManager 日志。

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06-09 3552
按照EC20厂家资料，在arm板的ubuntu系统中一步步移植驱动，包括USB串口和Gobinet网卡驱动，以及使用quectel-CM的测试结果
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