4G模块AT命令，如何正确使用与调试？

4G模块作为一种广泛应用的通信组件,其核心功能之一是通过AT命令与主控制器（如单片机、嵌入式系统等）进行交互，实现数据传输、网络注册、参数配置等功能，AT命令（Attention Command）是一种源自调制解调器的控制语言，其格式通常以“AT”或“AT+”开头，以回车符（CR）或回车换行符（CRLF）通过串口与4G模块进行通信，本文将详细介绍4G模块AT命令的分类、常用命令、使用场景及注意事项，帮助开发者快速掌握其应用方法。

AT命令基础格式与通信原理

4G模块的AT命令通信基于串口（UART）协议，主控制器通过串口发送AT命令，模块解析后返回响应结果，命令的基本格式为：AT+命令参数=值，例如AT+CSQ用于查询信号质量，模块的响应通常以“OK”表示成功，“ERROR”表示失败，部分命令会返回具体数据，如信号强度值，通信时需注意波特率、数据位、停止位、校验位等串口参数需与模块配置一致，常见的波特率有9600、115200等，部分模块支持命令回显（ATE1开启，ATE0关闭），调试时可开启以便观察命令发送与响应过程。

AT命令分类详解

基础命令

基础命令用于测试模块通信状态及控制基本功能,是所有操作的前提。

• AT：测试命令，模块返回“OK”表示通信正常。
• ATE0/ATE1：关闭/开启命令回显，ATE0可减少输出数据量。
• AT+CMEE：设置错误报告级别，如AT+CMEE=2返回详细错误码，便于调试。

网络相关命令

网络功能是4G模块的核心,需通过AT命令完成网络注册、查询等操作。

• AT+CREG?：查询网络注册状态，返回“+CREG: 0,1”表示已注册到家庭网络，“1,5”表示漫游中。
• AT+CEREG?：查询EPS网络注册状态（LTE网络），返回“+CEREG: 0,1”表示已注册到LTE网络。
• AT+CSQ：查询信号质量，返回值如“+CSQ: 25,99”，其中25为信号强度（0-31，31为最强），99为未收到信号。
• AT+COPS：选择网络运营商，如AT+COPS=1自动选择运营商，AT+COPS=3,”46000″手动选择中国移动。

TCP/UDP通信命令

4G模块支持基于TCP/UDP协议的数据传输，需通过AT命令配置Socket连接。

• AT+CIPMUX：设置多连接模式，AT+CIPMUX=0单连接，AT+CIPMUX=1多连接。
• AT+CIPSTART：建立连接，如TCP连接：AT+CIPSTART=0,”TCP”,”192.168.1.100″,8080；UDP连接：AT+CIPSTART=0,”UDP”,”192.168.1.100″,5000。
• AT+CIPSEND：发送数据，单连接模式下AT+CIPSEND=10（发送10字节），多连接模式下需指定ID，如AT+CIPSEND=0,5（连接0发送5字节）。
• AT+CIPCLOSE：关闭连接，AT+CIPCLOSE=0关闭指定连接，AT+CIPCLOSE关闭所有连接。
• AT+CIPSTATUS：查询连接状态，返回“+CIPSTATUS: 0,0”表示未连接，“3,0”表示已连接。

短信与电话命令（部分模块支持）

部分4G模块集成GSM功能,支持短信收发和电话拨打。

• AT+CMGF：设置短信模式，AT+CMGF=0为PDU模式，AT+CMGF=1为文本模式。
• AT+CMGS：发送短信，文本模式下AT+CMGS=”13800138000″，输入内容后按Ctrl+Z发送。
• AT+CMGR：读取短信，AT+CMGR=1读取第一条短信。
• ATD：拨打电话，ATD13800138000; 拨打电话。

功能配置命令

用于配置模块的工作参数,如APN、IP地址、心跳包等。

• AT+CGDCONT：设置PDP上下文（APN配置），如AT+CGDCONT=1,”IP”,”CMNET”（中国移动APN）。
• AT+CIPSHUT：关闭GPRS连接，重新初始化网络。
• AT+CSTT：启动任务并设置APN，AT+CSTT=”CMNET”,””,””。
• AT+CIICR：激活网络连接，与AT+CSTT配合使用。

AT命令使用场景与示例

场景一：模块联网并上传数据

1. 初始化模块：发送AT检查响应，确保通信正常。
2. 配置APN：AT+CGDCONT=1,”IP”,”CMNET”。
3. 启动网络：AT+CSTT=”CMNET”；AT+CIICR。
4. 获取IP地址：AT+CIFSR，返回模块的IP地址。
5. 建立TCP连接：AT+CIPMUX=0；AT+CIPSTART=”TCP”,”api.example.com”,80。
6. 发送HTTP请求：AT+CIPSEND=30（发送30字节数据），如”GET /data HTTP/1.1″。
7. 关闭连接：AT+CIPCLOSE。

场景二：多设备TCP服务器模式

1. 设置多连接：AT+CIPMUX=1。
2. 绑定服务器端口：AT+CIPSERVER=1,8080（开启8080端口监听）。
3. 等待客户端连接：模块返回“+RECEIVE:0,CONNECT”表示客户端0连接成功。
4. 接收数据：模块自动接收数据，可通过AT+CIPRXGET读取（部分模块支持）。
5. 发送响应：AT+CIPSEND=0,10（向客户端0发送10字节数据）。

常见问题与注意事项

1. 命令无响应：检查串口连接（TX/RX交叉连接）、波特率是否匹配、模块是否正常上电（指示灯状态）。
2. 网络注册失败：确认SIM卡是否插好、是否欠费、当地信号是否良好，尝试手动设置运营商（AT+COPS）。
3. TCP连接超时：检查目标IP和端口是否正确，防火墙是否阻止连接，可通过AT+CIPSTART? 查询连接状态。
4. 发送数据失败：确认连接是否建立（AT+CIPSTATUS），检查数据长度是否与AT+CIPSEND指定的字节数一致。
5. 模块频繁重启：可能是供电不足，确保模块工作电压（通常3.3V或5V）稳定，电流足够（峰值可达2A以上）。

相关问答FAQs

Q1: 如何通过AT命令判断4G模块是否成功连接到互联网？
A1: 可通过以下步骤判断：

1. 发送AT+CSQ查询信号质量，确保信号强度大于10（避免信号弱导致连接失败）。
2. 发送AT+CEREG? 查询EPS注册状态，返回“+CEREG: 0,1”或“+CEREG: 0,5”表示已注册到LTE网络。
3. 发送AT+CIICR激活网络，然后AT+CIFSR获取IP地址，若返回非“0.0.0.0”的IP，则表示已成功连接互联网。

Q2: 为什么4G模块在发送TCP数据时出现“SEND FAIL”错误？
A2: 可能的原因及解决方法如下：

1. 连接未建立：先通过AT+CIPSTATUS确认当前连接状态，若未连接，需重新执行AT+CIPSTART建立连接。
2. 数据长度超限：部分模块对单次发送数据长度有限制（如1460字节），检查AT+CIPSEND指定的字节数是否超过限制，可分多次发送。
3. 缓冲区溢出：若接收缓冲区未及时清理，可能导致发送失败，可通过AT+CIPRXGET清空缓冲区（部分模块支持）。
4. 目标服务器无响应：检查目标IP和端口是否可达，使用电脑测试网络连通性，或尝试更换其他服务器地址。
   开发者可以系统掌握4G模块AT命令的使用方法，结合实际项目需求灵活配置模块功能，实现稳定的无线通信，在实际开发中，建议参考具体模块的AT命令手册，不同厂商的模块可能存在命令差异，需以官方文档为准。