1. Einleitung
Das Waveshare Cat-1/GSM/GPRS/GNSS HAT ist ein vielseitiges Kommunikationsmodul für Raspberry Pi und andere Host-Geräte wie Arduino und STM32. Basierend auf dem A7670E-Modul bietet es robuste LTE Cat-1-, 2G- (GSM/GPRS/EDGE) und GNSS-Positionierungsfunktionen (GPS, BeiDou, GLONASS). Dieses HAT eignet sich ideal für eine Vielzahl von IoT-Anwendungen, darunter Fernüberwachung, Kassensysteme, Industrierouter und standortbasierte Dienste.
Es unterstützt verschiedene Netzwerkprotokolle wie TCP/IP, HTTP(s), MQTT(s), FTP(s) und SSL und gewährleistet so flexible Konnektivität. Zusätzlich verfügt es über eine Text-to-Speech-Funktion (TTS) und eine integrierte Audiobuchse für Sprachkommunikation und Tonaufnahmen.
Abbildung 1.1: Waveshare Cat-1/GSM/GPRS/GNSS HAT mit Zubehör.
2. Packungsinhalt
Bitte überprüfen Sie, ob alle unten aufgeführten Artikel in Ihrem Paket enthalten sind:
- A7670E Kat.-1/GNSS HAT x1
- 1 x USB-A-auf-USB-C-Kabel
- FPC-Antenne x1
- GPS-Antenne x1
- Schraubenpackung x1
Abbildung 2.1: Ausführlich view des Packungsinhalts.
3. Produktmerkmale
Der A7670E Cat-1/GNSS HAT bietet eine umfassende Funktionspalette für verschiedene eingebettete Anwendungen:
- Breite Netzwerkkompatibilität: Unterstützt LTE-TDD, LTE-FDD, GSM, GPRS und EDGE mit Datenraten von bis zu 10 Mbit/s im Downlink und 5 Mbit/s im Uplink.
- Betriebssystem- und Protokollunterstützung: Kompatibel mit Windows und Linux. Unterstützt TCP/IP, HTTP(s), MQTT(s), FTP(s) und SSL.
- Positionierungsfähigkeiten: Verfügt über GPS-, BeiDou- und GLONASS-Unterstützung sowie LBS-Basisstationspositionierung für eine genaue Geolokalisierung.
- Sprach- und Audiofunktionen: Beinhaltet Text-to-Speech (TTS) zur Umwandlung von Text in gesprochene Wörter und eine integrierte 3.5-mm-Audiobuchse für Tonaufnahmen und Telefongespräche.
- Einfache Integration und Erweiterung: Ausgestattet mit einem standardmäßigen 40-Pin-GPIO-Erweiterungsstecker für Raspberry Pi zur nahtlosen Integration. Enthält außerdem einen SIM-Kartensteckplatz, eine integrierte USB-Schnittstelle zum Testen von AT-Befehlen und zwei LED-Anzeigen zur Statusüberwachung.
Abbildung 3.1: Überview der A7670E Cat-1/GNSS HAT-Funktionen.
4. Einrichtung und Installation
Der A7670E Cat-1/GNSS HAT ist für die einfache Integration mit Raspberry Pi-Boards und anderen kompatiblen Host-Geräten konzipiert.
4.1 Verbindung zum Raspberry Pi
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi ausgeschaltet ist.
- Richten Sie die 40-polige GPIO-Stiftleiste des HAT sorgfältig an den entsprechenden Pins Ihres Raspberry Pi aus.
- Drücken Sie den HAT vorsichtig auf die GPIO-Stiftleiste, bis er sicher sitzt.
- Legen Sie eine kompatible SIM-Karte in den SIM-Kartensteckplatz ein. Das Modul unterstützt sowohl 1.8-V- als auch 3-V-SIM-Karten.
- Verbinden Sie die FPC-Antenne mit dem LTE-Antennenanschluss und die GPS-Antenne mit dem GNSS-Antennenanschluss am HAT.
- Optional kann das USB-C-Kabel für AT-Befehlstests und Netzwerkanwendungen an den USB-Anschluss des HAT angeschlossen werden.
- Schalten Sie Ihren Raspberry Pi ein.
Abbildung 4.1: Anschluss des HAT an Raspberry Pi-Platinen.
5. Bedienungsanleitung
5.1 Netzwerkkommunikation (Einwahlverbindung)
Das Modul unterstützt DFÜ-Netzwerke unter Windows- und Linux-Betriebssystemen. Die Datenraten betragen bis zu 10 Mbit/s (Download) und 5 Mbit/s (Upload) für LTE Cat-1, bis zu 236.8 kbit/s (Download) für EDGE und bis zu 85.6 kbit/s (Download) für GPRS.
Abbildung 5.1: Bspample of dial-up network setup.
5.2 GNSS-Positionierung
Das A7670E HAT integriert GPS, BeiDou und GLONASS für eine präzise Positionierung mittels globaler Navigationssatellitensysteme. Es unterstützt außerdem die Positionierung über LBS-Basisstationen (Location Based Service) und liefert somit Standortinformationen auch bei schwachen oder nicht verfügbaren Satellitensignalen.
5.3 Telefonischer Support und SMS-Support
Das Modul ermöglicht Telefonate und SMS-Nachrichten per AT-Befehl. Die integrierte 3.5-mm-Audiobuchse dient der Audioeingabe und -ausgabe für Anrufe und zum Abhören von TTS-Ausgaben.
Abbildung 5.2: Umfassende Kommunikations- und Positionierungsfähigkeiten.
6. Spezifikationen
| Kategorie | Parameter | Beschreibung |
|---|---|---|
| Frequenzband | LTE Cat-1 | LTE-FDD: B1, B3, B5, B7, B8, B20 |
| 2G | GSM/GPRS/EDGE: 900/1800 MHz | |
| GNSS | GPS, BeiDou, GLONASS | |
| SMS und Audio | Direct Mail | Unterstützte Typen: MT, MO, CB, Text, PDU |
| Audiofunktion | Standardmäßige 3.5-mm-Audiobuchse für Audioeingang/-ausgang | |
| Andere | Stromversorgung | 5 V (über USB-Anschluss oder 5-V-Stiftleiste), 3.7 ~ 4.2 V (über VBAT-Stiftleiste, unterstützt 3.7-V-Li-Ionen-Akku-Eingang) |
| Betriebsvolumentage | 3.3 V | |
| Maße | 65 × 30.5 mm | |
| Gewicht | 2.82 Unzen (ca. 80 g) |
Abbildung 6.1: Zusammenfassung der technischen Spezifikationen.
7. Anwendungsbeispielamples & Cloud Support
Der A7670E Cat-1/GNSS HAT eignet sich hervorragend für verschiedene IoT- und Embedded-Anwendungen, insbesondere in Kombination mit Waveshare.Cloud zur Datenvisualisierung und -verwaltung.
7.1 Allgemeine Anwendung Example
Das Modul kann verwendet werden, um Gerätemeldungen (z. B. Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten) via MQTT(S) oder HTTP(S) an einen Cloud-Server hochzuladen. Es kann außerdem Meldungen empfangen, um Geräte zu steuern oder zugehörige Daten abzurufen und ermöglicht so die Fernüberwachung und -steuerung.
Abbildung 7.1: Typisches Anwendungsbeispielample mit Cloud-Kommunikation.
7.2 Waveshare.Cloud-Unterstützung
Waveshare.Cloud bietet Tutorials und Demos für die schnelle Einrichtung intelligenter IoT-Lösungen. Es bietet großflächige Datenvisualisierungen für vielfältige Anwendungsszenarien, wie z. B. intelligente Gartenlösungen, Serverleistungsüberwachung und IoT-GPS-Mobilfunkortung.
Abbildung 7.2: BspampBeispiele für die Datenvisualisierung mit Waveshare.Cloud.
8. Pinbelegung und Abmessungen
8.1 Pinbelegung
Das HAT nutzt die standardmäßige 40-polige GPIO-Stiftleiste des Raspberry Pi. Wichtige Pins für den Modulbetrieb sind:
- 5V: 5V Stromeingang
- Masse: Boden
- RXD: Modul UART RX
- Sendetermin: Modul UART TX
- P4: Modul EIN/AUS-Steuerung (zum Ein-/Ausschalten länger als 2.5 Sekunden auf hohem Pegel halten)
Abbildung 8.1: Pinbelegung für den A7670E Cat-1/GNSS HAT.
8.2 Außenmaße
Dank seiner kompakten Bauweise lässt sich der HAT problemlos in verschiedene Projekte integrieren. Die Modulabmessungen betragen 65 mm x 30.5 mm.
Abbildung 8.2: Umrissabmessungen des Moduls.
9. Fehlerbehebung
Sollten Sie Probleme mit Ihrem Waveshare Cat-1/GSM/GPRS/GNSS HAT haben, beachten Sie bitte die folgenden gängigen Schritte zur Fehlerbehebung:
- Kein Strom/LEDs aus: Stellen Sie sicher, dass das HAT korrekt auf dem GPIO-Header des Raspberry Pi sitzt. Überprüfen Sie die Stromversorgung Ihres Raspberry Pi. Prüfen Sie, ob die 5-V-Stromversorgung des HAT korrekt angeschlossen ist.
- Keine Netzwerkverbindung: Vergewissern Sie sich, dass die SIM-Karte korrekt eingelegt und mit einem gültigen Tarif aktiviert ist. Prüfen Sie die Antennenanschlüsse (LTE und GNSS). Prüfen Sie die Netzabdeckung in Ihrer Umgebung. Stellen Sie sicher, dass das Modul eingeschaltet ist (Pin-Pin-Steuerung).
- GNSS funktioniert nicht: Stellen Sie sicher, dass die GPS-Antenne angeschlossen und an einem offenen Ort mit freiem Himmel aufgestellt ist. viewPrüfen Sie, ob Hindernisse vorhanden sind.
- AT-Befehle reagieren nicht: Überprüfen Sie die USB-Verbindung bzw. die UART-Verkabelung. Stellen Sie sicher, dass die Baudrate und die Einstellungen für die serielle Schnittstelle in Ihrer Terminalsoftware korrekt sind.
- Softwareprobleme: Spezifische Treiber, Bibliotheken und Beispiele finden Sie in der offiziellen Waveshare-Dokumentation und den Entwicklerressourcen.ample code for your operating system (Raspberry Pi OS, Windows, Linux).
Für weitere Unterstützung besuchen Sie bitte die offizielle Waveshare-Website. webBesuchen Sie die Website oder kontaktieren Sie deren technischen Support.
10. Wartung
Um die Langlebigkeit und optimale Leistung Ihres Waveshare Cat-1/GSM/GPRS/GNSS HAT zu gewährleisten, befolgen Sie bitte diese Wartungsrichtlinien:
- Vorsichtig handhaben: Das Modul darf nicht fallen gelassen oder physischen Stößen ausgesetzt werden.
- Sauber halten: Reinigen Sie das Modul mit einem weichen, trockenen Tuch. Vermeiden Sie die Verwendung von Flüssigkeiten oder Scheuermitteln.
- Umgebungsbedingungen: Das Modul darf nur innerhalb der angegebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche betrieben und gelagert werden. Extreme Temperaturen, direkte Sonneneinstrahlung und hohe Luftfeuchtigkeit sind zu vermeiden.
- Statische Elektrizität: Beim Umgang mit dem Modul sind Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD) zu treffen, da elektronische Bauteile empfindlich auf statische Aufladung reagieren.
- Firmware-Updates: Überprüfen Sie regelmäßig die offizielle Waveshare-Website. webWebsite für alle verfügbaren Firmware-Updates für das A7670E-Modul, um optimale Leistung und Kompatibilität zu gewährleisten.
