Heutzutage werden spezielle Dienste für die 4G/5G-Kommunikation von IoT-Geräten angeboten. Der industrielle Raspberry Pi ist ein Gerät, das häufig zum Sammeln von Daten, die von Sensoren usw. gemessen werden, eingesetzt wird. Mit der Einführung des Pi 5/CM 5 wurde die Verarbeitungsleistung verbessert und es ist nun möglich, nicht nur Rohdaten zu sammeln, sondern die Daten bis zu einem gewissen Grad im Raspberry Pi zu verarbeiten und dann zu übertragen. Der Pi 5/CM 5 hat eine verbesserte Verarbeitungsleistung.
Die Kommunikationsgeschwindigkeiten unterscheiden sich von denen von 3G, wobei 4G und 5G verfügbar sind und mehr Bandbreiten unterstützt werden. Auch die Betriebskosten sind niedriger, und das Echtzeitsystem mit Hochgeschwindigkeitskommunikation nimmt zu. Die Fähigkeit, große Dateien zu übertragen, hat auch das Einsatzspektrum von IoT-Terminals erweitert.
Aufgrund des Standorts der Installation und der Netzwerkumgebung wird es Fälle geben, in denen eine 4G/5G-Kommunikation über SIM-Karten anstelle von WLAN oder Kabeln erforderlich ist.
Modelle wie die industrielle Raspberry Pi PL-R4-Serie, die mit einem Steckplatz ausgestattet sind, in den eine SIM-Karte direkt eingelegt werden kann, benötigen keine zusätzliche Ausrüstung und können für einen flexiblen Betrieb in Betracht gezogen werden, ohne auf herkömmliche Kommunikationsmethoden beschränkt zu sein.
Mit dem Raspberry Pi wurde also die Schwelle für die mobile Kommunikation gesenkt. Solange Sie eine Stromversorgung sicherstellen können, müssen Sie Projekte mit IoT-Geräten im Freien nicht mehr aufgeben.
MEEQ SIM für die Betriebsüberprüfung.
Der diesmal genutzte Dienst war die MEEQ SIM, ein Kommunikationsdienst für das IoT, der ab 143 Yen pro Monat (inklusive Steuern) erhältlich ist.
Wie bereits erwähnt, umfasst die PL-R4-Serie Modelle mit SIM-Kartensteckplätzen sowie Wi-Fi, so dass Sie durch einfaches Wechseln der SIM-Karte einen Kommunikationsdienst frei wählen können.
Nicht alle SIM-Karten funktionieren auf die gleiche Weise, daher haben wir auch die ‚MEEQ SIM‘ getestet. Wie zuvor konnten wir sie ohne Probleme verwenden.
Beispiele für zusätzliche Dienstleistungen
Einige beauftragte Telekommunikationsunternehmen bieten ihre eigenen Dienste an.
Beispiele für Dienstleistungen
- MEEQ Global SIM
- MEEQ-Datenplattform
- MEEQ AI
- MEEQ Business Tools.
*5G Kommunikation ist als separate Option erhältlich.
Die Nutzung der MEEQ-Datenplattform ist wahrscheinlich der am einfachsten vorstellbare Dienst, da er auf das IoT ausgerichtet ist.
Dies ist ein Vorgang, mit dem die vom Raspberry Pi und anderen Geräten gemessenen Daten übertragen werden können.
Die im MEEQ IoT-Speicher gespeicherten Daten können in Echtzeit angezeigt, zur Verarbeitung in eine Datenbank importiert oder in Verbindung mit den eigenen Systemen des Unternehmens verwendet werden. Eine weitere praktische Funktion ist, dass der Zugriff auf den IoT-Speicher direkt über das AWS-Konto erfolgen kann.
Wie im vorigen Abschnitt beschrieben, wurden neben der mobilen Kommunikation, bei der es sich um eine gewöhnliche Daten-SIM-Karte handelt, mehrere Dienste für IoT-Geräte entwickelt.
Es ist schwierig zu wissen, welche Telekommunikationsunternehmen zur Verfügung stehen, da die Vertragsdienste für Unternehmen nicht allgemein eingeführt werden.
Es wäre gut, wenn der Betrieb einer Standard-Daten-SIM-Karte, die von Privatpersonen in Auftrag gegeben werden kann, ausreichen würde, aber es ist auch wichtig zu erkennen, dass einige dieser Dienste für IoT-Geräte konzipiert sind.
Industrieller Raspberry Pi und mobile Netzwerke
Die 4G (LTE)-Kommunikation auf dem PL-R4 wurde zuvor mit einer OCN-SIM eingeführt.
In diesem Artikel wird erneut beschrieben, wie Sie eine Verbindung zum Mobilfunk herstellen. Weitere Informationen finden Sie auch im vorherigen Artikel.
Verbindungseinstellungen mit 4G (LTE) Kommunikationsmodulen
Prüfen Sie auf der Seite des Raspberry Pi
Die SIM-Karte kann erst nach der Aktivierung verwendet werden.
Je nach Vertragsunternehmen kann die Aktivierung einige Zeit in Anspruch nehmen. Warten Sie eine Weile auf den Abschluss. Wir haben es dieses Mal nicht gemessen, aber es war nach 30 Minuten abgeschlossen.
Es wurde der PL-R4 mit Raspberry Pi Compute Module 4 verwendet; das Betriebssystem ist Bullseye.
- Raspberry Pi Compute Modul 4
- Volltreffer 64bit
- Aktiviert mit 32 GB eMMC.
- Spezialantenne
- SIM-Karte (MEEQ)
Prüfen Sie zunächst die Verbindungsinformationen auf der Seite des Raspberry Pi.
Verwenden Sie einfach den Befehl ip, um eth0, wlan0 und wwan0 zu überprüfen.
ip anmcli-Befehl, der den aktuellen Verbindungsstatus anzeigen kann.
nmcli connection show
Das Bild zeigt den verbundenen Zustand.
Der Befehl kann weggelassen werden. c allein liefert das gleiche Ergebnis.
nmcli cWir haben auch Folgendes überprüft.
nmcli device statusDie 4G (LTE)-Kommunikation wurde als wwan0, das Gerät als cdc-wdm0, der Verbindungstyp als gsm, usw. erkannt.
Verbindungseinstellungen (APN)
SIM-Karten erfordern bei den meisten Anbietern eine vorherige SIM-Aktivierung.
Das gilt in diesem Fall auch für MEEQ, das über einen speziellen Benutzerbildschirm aktiviert werden sollte. Die Aktivierung kann von einem anderen Gerät aus erfolgen, nicht von dem Gerät selbst.
Ist die SIM-Karte aktiviert worden?
Der nächste Schritt besteht darin, eine APN-Verbindung zum Raspberry Pi einzurichten.
Wenn es, wie das PL-R4, mit einem SIM-Kartensteckplatz ausgestattet ist, müssen Sie keinen Treiber installieren, sondern nur ein Profil für die Verbindung erstellen.
Konfiguration von ufw
Heutzutage sollten Sie unter dem Gesichtspunkt der Sicherheitsrisiken vor der mobilen Kommunikation vorsichtshalber eine Firewall mit ufw einrichten.
sudo apt update
sudo apt install -y ufwKonfigurieren Sie die Einstellungen entsprechend der tatsächlichen Situation am Standort oder im Unternehmen, z. B. indem Sie sowohl Web- als auch ssh- und vnc-Ports zulassen und nur die Kommunikation in der lokalen Umgebung erlauben.
Detaillierte Einstellungen finden Sie im vorherigen Artikel.
UFW – Firewall
Gehen Sie wie zuvor vor und lassen Sie nur die notwendigen Ports zu.
nmcli Befehl, um einen APN einzurichten.
Konfigurieren Sie die APN-Einstellungen mit dem Befehl:
Die für die APN-Konfiguration erforderlichen Informationen sind beim Vertragspartner verfügbar. Ersetzen Sie sie in Ihrer eigenen Umgebung.
In der Regel finden Sie die Verbindungsinformationen auf der SIM-Karte, die Sie erhalten haben, oder in Ihren Vertragsunterlagen.
- con-name Verbindungsname = beliebiger und leicht erkennbarer Name
- apn access point name = APN-Name, der von der SIM-Gesellschaft bereitgestellt wird
- user/password = Benutzername und Passwort, die von der SIM-Gesellschaft bereitgestellt werden
Mit einer einzigen Zeile des Befehls nmcli ist die APN-Konfiguration abgeschlossen. Sehr einfach.
Die Zeilen wurden zur besseren Lesbarkeit umbrochen, aber Sie können sie auch in einer einzigen Zeile ausführen, ohne \.
Wenden Sie die einzelnen Informationen an und führen Sie sie aus.
sudo nmcli con add type gsm ifname wwan0 \
con-name Verbindungsname APN-Name user Benutzername password PasswortErläuterung.
ifname gibt den Namen der Netzwerkschnittstelle an; laut der Manpage hat ein Sternchen (*) keinen Wert und der Standardname wird verwendet, wenn wwan0 nicht gesetzt ist, daher ist ein Sternchen beim ersten Mal akzeptabel. ( ifname "*")
Wenn wwan0 bereits vorhanden ist, geben Sie es für die Zeichenkette an.
ifname │ connection.interface-name
Ein Wert von * wird als kein Wert interpretiert, so dass das Verbindungsprofil schnittstellenunabhängig ist.
Hinweis: Verwenden Sie Anführungszeichen Für Bond-, Team- und Bridge-Verbindungen wird ein Standardname generiert, wenn er nicht gesetzt ist.
(Übersetzung.)
- wird so interpretiert, als hätte es keinen Wert und das Verbindungsprofil ist nicht mehr von der Schnittstelle abhängig.
Hinweis: Um die Shell-Expansion zu unterdrücken, schließen Sie * in Anführungszeichen ein. Für Bond-, Team- und Bridge-Verbindungen werden Standardnamen generiert, wenn sie nicht konfiguriert sind.
Referenz: https://manpages.ubuntu.com/manpages/focal/man1/nmcli.1.html#property aliases
Nach der Ausführung erscheint der Name des Ziels in der Gruppe Mobiles Breitband der Netzwerkverbindung. Dies ist jetzt OK.
Prüfen der Verbindung (Raspberry Pi-Seite)
Um die 4G (LTE)-Verbindung zu überprüfen, wurden andere Verbindungsarten vorübergehend deaktiviert und überprüft.
Wenn nur eine kabelgebundene LAN-Verbindung erforderlich ist, können Sie einfach kein LAN-Kabel anschließen.
Befehle zum vorübergehenden Deaktivieren von Wi-Fi und kabelgebundenen LAN-Verbindungen.
nmcli connection down Verbindungsname（eg：有線接続\1）Sie kann durch die Ausführung des Befehls up wieder aktiviert werden.
nmcli connection up VerbindungsnameWenn Sie sich in einer GUI-Umgebung befinden, gibt es ein Panel-Applet namens Network Connection Monitor in der Taskleiste, mit dem Sie eine neue Verbindung hinzufügen und die von der Verbindung gesendeten und empfangenen Pakete überprüfen können.
Es ist leicht zu erkennen, dass Sie tatsächlich kommunizieren, wenn der Wert der gesendeten und empfangenen Pakete steigt.
Sie können die Signalstärke auch mit dem im vorherigen Abschnitt vorgestellten Befehl mmcliüberprüfen.
Weitere Informationen über Kommunikationsmodems
mmcli -m 0
--------------------------------
Status | lock: sim-pin2
| unlock retries: sim-pin (3), sim-puk (10), sim-pin2 (3), sim-puk2 (10)
| state: connected
| power state: on
| access tech: lte
| signal quality: 100% (recent)Wie im Abschnitt „Status“ gezeigt, betrug die Signalqualität in Gebäuden über eine spezielle Antenne 100%.
Verwendete Antennen für mobile Netzwerke. [LANTIP6701/TG .55.8113)]
Wenn Sie keine Verbindung herstellen können
Wenn Sie nach der Einrichtung keine Verbindung herstellen können, überprüfen Sie, ob Sie über einen 4G (LTE)-Anschluss mit einer SIM-Karte verfügen und ob Ihnen von Ihrem Vertragsunternehmen eine IP-Adresse zugewiesen wurde.
Ist der Router einschließlich der zugewiesenen IP-Adresse auch die IP-Adresse des Vertragsunternehmens?
Prüfen Sie dies mit dem Befehl route.
route -n
oder
netstat -nr
ss -ptEs gibt jetzt auch ss-Befehle. Jeder dieser Befehle kann abhängig von den Optionen unterschiedliche Dinge untersuchen.
Alle Befehle können auf dem Raspberry Pi OS wie gewohnt ausgeführt werden.
Der Name der Schnittstelle für die 4G (LTE) Kommunikation ist wwan0.
Wenn Sie nur die IP-Adresse überprüfen möchten, können Sie den Befehl ifconfig verwenden, um den Schnittstellennamen anzugeben.
ifconfig wwan0Wenn eine IP-Adresse zugewiesen wird und es sich weder um eine private IP-Adresse noch um die IP-Adresse des Routers eines Telekommunikationsunternehmens handelt, kommunizieren Sie über 4G (LTE).
Die offizielle Raspberry Pi-Seite wird angezeigt. Sie können sehen, dass er ordnungsgemäß mit wwan0 verbunden ist.
Überprüfen der Verbindung (auf der Seite des SIM-Kartenanbieters)
Einige SIM-Karten-Unternehmen, mit denen Sie einen Vertrag haben, verfügen über einen Benutzerbildschirm zur Überwachung des Status Ihrer Verbindung.
Mit diesem neuen MEEQ können Sie auch das Verkehrsaufkommen auf einen Blick überprüfen, indem Sie sich auf dem Benutzerbildschirm anmelden.
[Postscript] Kompatibel mit DoCoMo, au und Softbank Leitungen.
Die letzte OCN SIM-Karte, die ich getestet habe, war eine DoCoMo-Karte.
Neben dem DoCoMo-Anschluss wurde die MEEQ-SIM gleichzeitig mit einem Au-Anschluss und einem Softbank-Anschluss getestet.
Die Kommunikation wurde auf den industriellen Raspberry Pi der PL-R4-Serie erfolgreich verifiziert, unabhängig von der Leitung des Betreibers.
Sie können sehen, dass die gleiche Kommunikation mit dem Befehl mmcli -m 0möglich ist, der zuvor auf der DoCoMo-Leitung geprüft wurde.
Der Signalempfang ist der gleiche wie bei Smartphones und variiert von Region zu Region. Daran lässt sich nichts ändern.
Nach mehreren Versuchen lag die DoCoMo-Leitung bei dieser Installation bei fast 100%.
Die DoCoMo-Linie ist immer noch stark.
Es folgte die SoftBank-Linie mit 94 %〜、au-Linie mit 76%- 84%.
Das Kommunikationsmodul im PL-R4 verfügt über eine breite Palette an unterstützten Bändern, und der vertraglich vereinbarte Verbindungsanbieter bietet auch eine Auswahl an Leitungstypen, so dass Sie ohne Bedenken eine SIM-Karte wählen können.
Sie können einen Plan wählen, der sich auf die maximale Anzahl von Paketen, auf Geschwindigkeiten wie 4G (LTE) oder 5G oder einfach auf die laufenden Kosten konzentriert.
Es sollte erwähnt werden, dass Sie bei einigen Arten von industriellen Raspberry Pi auch die Möglichkeit haben, das Telekommunikationsunternehmen und den Verbindungsanbieter zu wählen, den Sie nutzen, so wie Sie sich für eine normale Mobilfunkverbindung anmelden würden.
Mobile Kommunikationskarten für IoT-Geräte.
Es gibt auch andere SIM-Karten für das IoT.
Das Gleiche gilt für reguläre Daten-SIM-Karten, die auch 4G (LTE) Kommunikation auf dem Raspberry Pi ermöglichen.
Wenn es hinter den Kulissen Dienste gibt, die ebenfalls für das IoT vorbereitet sind, ist die Implementierung weniger mühsam.
Sie möchten den richtigen Kommunikationsdienst für Ihr Projekt auswählen, auch was die anfänglichen Kosten betrifft.
Für weitere Informationen über MEEQ, die als SIM-Karte eingeführt wurde, die auch für den industriellen Raspberry Pi geeignet ist, folgen Sie bitte dem Link.
MEEQ: https: //www.meeq.com/meeq/index.html
Artikel beigetragen von Raspida
Raspberry Pi-Informationsseite, die auch von Nicht-Ingenieuren genutzt werden kann. raspida.com Raspida betreibt raspida.com, eine Raspberry Pi-Informationsseite, die auch für Nicht-Ingenieure interessant ist. Er schreibt technische Blogbeiträge über den industriellen Raspberry Pi auf der PiLink-Website.