一、简介

树莓派双网络扩展板是专为树莓派Zero系列所设计的扩展板，支持树莓派Zero系列的所有版本，包括Zero、Zero W、Zero WH和Zero 2W。同时也支持部分具备相同位置测试点的国产派，比如香橙派Zero2W。

该扩展板通过镀金顶针和Zero系列相连，其中两根顶针用于供电，另两根顶针用于USB通讯，需要注意的是Zero上的MicroUSB（OTG）接口不能再接其它USB设备，也不能接USB线缆，不然扩展板的USB将无法使用。

供电方式：可通过树莓派Zero标记了PWR的MicroUSB供电，也可以通过扩展板上的USB-C供电，二选一使用，不可以同时使用。

扩展板实际就是一个USB HUB集线器，将Zero自身的USB OTG作为HOST使用，通过USB Hub一扩四：两路用来扩展USB转百兆网卡，两路以USB2.0-A主机口形态引出。新版本将其中一路USB2.0-A预留了1.25mm-4Pin接插件，可通过该接口扩展内置4G网卡等设备。

二、硬件资源

1. 通过镀金顶针和Zero系列连接，供电和通讯；

2. 供电：板载USB-C 5V供电或者Zero自身的PWR MicroUSB供电，二选一使用，不可同时使用；

3. 两路百兆以太网；

4. 两路USB2.0-A主机口，均配备2A保险丝；新版本将其中一路USB2.0-A预留1.25mm 4pin接口，共用一组USB信号，二选一使用，可扩4G CAT1；

5. 尺寸：70*56mm，4个M2.5固定柱用于组装树莓派Zero ；

6. PCB板通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；

7. 可选全铝合金外壳，外壳尺寸：80*58*38mm。

三、树莓派OS的使用

本文档基于树莓派Zero 2W的硬件，

系统采用树莓派OS，Raspberry Pi OS with desktop，版本为2023-05-03-raspios-bullseye-arm64.img.xz。

(若使用树莓派Zero一代系列的板子，只支持32位系统，请注意下载版本。)

树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

3.1 查看硬件

3.1.1 查看USB设备

打开树莓派OS的终端，输入命令lsusb，如下图所示：

可以看到系统识别到了两个百兆网卡。

3.1.2 查看网络设备

打开树莓派OS的终端，输入命令ifconfig，如下图所示：

我们使用iperf3，对两个以太网进行测速。

Windows版iperf3下载：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634

Linux下iperf3安装：

sudo apt-get install iperf3

百兆以太网测速结果：

eth0：Client模式93Mbps左右，Server模式94Mbps左右：

eth1：Client模式93Mbps左右，Server模式94Mbps左右：

3.2 以太网的使用

如果一个网口使用内网，另一个网口使用外网，或者两个网口处在不同的网段，就需要自行把这两个网口设置为不同的IP地址。

默认状态下，树莓派系统启动后，两个有线网口获取的IP地址是自动分配的，如果我们需要设置IP地址为自选的固定IP地址，则需要手动设置IP地址。

右键点击桌面右上角的网络图标，打开“Wireless & Wired Network Settings...”：

选择想要修改的网卡，比如说“eth0”，然后填入网络参数，点击“Apply”保存，“Close”关闭：

重新插拔网线获取新的地址，这样就完成 了对第一块网卡的手动IP设置（这里设置为192.168.8.12）。

如果要对第二块网卡也设置IP地址为自选的固定IP地址，则对“eth1”做同样的操作（这里设置为192.168.8.13），然后在终端中执行ifconfig：

可见两个网卡的IP均设置为指定的固定IP地址。

3.4 常见问题

3.4.1 启动问题

如果您在启动过程中，系统卡在树莓派logo处无法启动：

或者反复重启，或者启动后键盘鼠标及4G模组都无法使用，请仔细观察顶针是否对准了镀金触点，并请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本：

需要确认下图中的三处红框的位置是否都配置成完全，如果没有，请手动添加完整并保存文件：

# otg_mode=1（建议按此注释掉）

dtoverlay=dwc2,dr_mode=host（两处必须确保加上）

3.4.2 网卡优先级设置

如果有多个联网的网络存在，就有一个网卡优先级的问题，即默认使用哪个网卡上网。

现在连接有线网络（eth1），也连接4G CAT1（eth2），查看默认上网设备，可以使用route命令，如：

此时eth1排第一位，因此默认通过有线网络上网。

安装udhcpc软件，在树莓派终端中执行：

sudo apt install udhcpc

如果需要默认使用4G CAT1上网，可以运行：

sudo udhcpc -i eth2

然后再次运行route命令：

此时eth2排第一位，因此默认通过4G CAT1上网。

四、Ubuntu Server系统的使用

本文档使用基于树莓派Zero 2W的硬件，Ubuntu Server LTS服务器版本；使用前，需要对系统的USB和以太网进行配置，才能使用扩展板。

版本为ubuntu-24.04-preinstalled-server-arm64+raspi.img.xz

Ubuntu系统下载地址：

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

4.1 配置系统

4.1.1 配置USB

Ubuntu Server系统烧写完毕后，请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本，Ubuntu Server对USB初始化了两遍，前面一遍没有配置成host模式，需要确认下图中的红框的位置是否配置成完全，如果没有，请手动添加完整，如果不修改，将无法使用USB设备：

dtoverlay=dwc2,dr_mode=host

4.1.2 配置用户名和密码

将TF卡插入Zero 2W，启动系统。第一次启动后会要求登录，用户名和密码均为ubuntu，登录成功后会要求修改密码：

修改完毕后就自动进入系统。

4.1.3 配置以太网

针对树莓派Zero系列开发板，系统默认是关闭以太网接口，需要进行后续设置后才能使用。

将任意一个以太网连接上级路由器，然后执行ip addr查看并记录下网卡名称：

其中2号、3号网卡（enx00e099d51fa4、enx00e099d6eb5e）为USB转百兆以太网。

然后运行下面的命令，打开网卡配置文件：

sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

按照下图编辑网卡配置文件：

保存退出，然后重启。

重启后即可联网，安装net-tools工具以便于使用：

sudo apt install net-tools

配置完毕后，将另一个以太网也连接上级路由器，执行命令ifconfig，查看两块网卡信息，均能获取IP地址：

4.2 以太网测试

网卡正确获得IP地址后，任何一个网口，或者两个网口连接上级路由器，都可以成功ping外网地址，如：

ping www.mcuzone.com

能ping通则说明联网成功。

Windows版iperf3下载：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634

Linux下iperf3安装：

sudo apt-get install iperf3

百兆以太网测速结果：

2号网卡：Client模式93Mbps左右，Server模式94Mbps左右：

3号网卡：Client模式93Mbps左右，Server模式94Mbps左右：

五、4G的操作

我司RPi0-CAT1模块，与扩展板配套使用，且可一起组装进外壳。注意：1.25mm-4P对应的USB-A口，不可接任何USB设备，不然4G将无法使用。

不同的树莓派系统版本，对于网络管理的策略有差异，基于64位系统版本，测试结果如下：

5.1 树莓派OS的4G模组测试

5.1.1 模块连接

不插网线，在树莓派终端中执行ifconfig -a，我们可以看到4G模块（eth2）已经正确获得了IP地址：

Status LED灯状态如下：

闪烁状态为1.8秒亮0.2秒灭（也可以通过亮的时间比灭的时间长来判断）表示4G模组已经联网；

闪烁状态是1.8秒灭0.2秒亮，说明SIM卡或者网络有问题，请检查SIM卡和天线。

5.1.2 联网测试

4G模组正确获得IP地址后，我们测试ping外网IP和域名，如：

ping 220.189.255.38

ping www.mcuzone.com

均成功，说明4G模块工作正常：

一些版本的树莓派系统只能ping通IP，但在ping域名会碰到联网失败，报DNS的错误：

此时需要使用udhcpc。执行：

sudo udhcpc -i eth2

执行完毕后我们再ping IP和域名，即可成功。

5.2 Ubuntu系统的4G模组测试

5.2.1 模块配置

不插网线，执行ifconfig -a，与之前的两个有线网卡比较，我们可以看到4G模块为enx2089846a96ab：

运行下面的命令，打开网卡配置文件：

sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

按照下图编辑网卡配置文件：

保存退出，然后重启。

执行命令ifconfig -a，查看外接4G模组信息，能获取IP地址：

5.2.2 网络测试

4G模组正确获得ip地址后，我们可以ping外网地址，如：

ping www.mcuzone.com

因为此时4G模组是唯一能上网的网络连接，因此能ping通则说明4G CAT1联网成功。

Ubuntu Server系统的网卡优先级设置与在树莓派OS下的设置相同，请参阅上一章相关内容。

5.3 使用AT命令

树莓派OS和Ubuntu Server系统下，AT命令使用方法是一样的，本章基于树莓派OS讲解。操作如下：

系统上电启动后，在树莓派终端中执行命令：

lsusb

记下4G模块的ID值：19d1 0001

使用下列命令打开串口，其中echo后面的值就是上面记录的ID值：

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 19d1 0001 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

然后在树莓派终端中执行命令：

ls /dev

此时应该能看到dev设备下有ttyACM0-2三个设备：

安装串口工具minicom：

sudo apt-get install minicom

在默认情况下，AT命令串口为ttyACM0。

通过minicom打开AT命令串口：

sudo minicom -D /dev/ttyACM0

（注意，典型情况下会出现ttyACM0-2三个端口，一般系统下AT口是ttyACM0，如果不行，可以尝试其它端口如ttyACM2。如果有多个USB转串口设备，则需要进一步的尝试直至找到正确的AT端口。）

第一次输入AT命令可能没有回显，此时如果输入命令at后回车，有返回OK，就说明工作正常。如果需要查看回显，请键入命令：ate1，然后回车，继续键入其它命令，回车可以看到结果。

常用AT命令：

1. 检查SIM卡是否识别到：

at+cpin?

返回ready表示卡已识别，返回error要检查硬件

2. 检查天线信号质量：

at+csq

返回值在26-31表示信号OK，信号满格31；返回值在20-25表示信号勉勉强强；返回值在20以下表示信号比较糟糕或者天线没接

3. 检查注网情况：

at+cops?

正常应该返回运营商代码和7，7代表4G。

注意，以上命令只有at+csq不要加问号，另外两条命令需要加问号。

4. 查看4G模块的IMEI码：

at+cgsn

5. 重启4G模块（有时候如果重插SIM卡，热插拔不一定管用，可以用这个reset命令来复位模块）：

at+reset

6. 关闭射频：

at+cfun=0

开启射频：

at+cfun=1

上述两条命令成对使用，可以在不重启4G模组的情况下让模组重新注网。

7. APN设置

普通手机SIM卡，不需要任何设置，直接使用；有些物联网卡需要设置APN才能使用，以下是用户使用提供的参考，具体的APN代码需要SIM卡运营商提供。

移动卡：

AT+CPNETAPN=0,"cmnet","",""

电信卡：

AT+CPNETAPN=0,"ctnet","",""

六、OpenWrt的使用

扩展板搭配树莓派Zero 2W，2个以太网可配置为一进一出的交换机模式，一个作为WAN口（连接上游路由器），一个为LAN口，用于连接PC。

本文使用的OpenWrt系统为本公司编译，版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2709-rpi-2-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.98-20240723.img.gz

6.1 登录系统

将扩展板上的百兆网口eth0连接至PC：

系统启动后，在Windows设置中找到网络和Internet，在以太网中打开连接的网络查看默认网关的IP地址，这个地址就是OpenWrt系统的后台配置页面地址，如图所示，本文测试的地址为192.168.198.1：

然后打开网页浏览器，输入192.168.198.1进入系统。默认用户名为root，默认密码为password。

6.2 测试以太网

进入“系统 - TTYD终端”，使用用户名root，密码password，登录终端，

执行ifconfig：

其中eth0为WAN口，eth1为LAN口。

将eth1连接至上游路由器，然后点击”网络 - 接口“，稍等片刻，我们可以看到WAN口已经正确获得了IP：

进入“系统 - TTYD终端”，使用默认的用户名和密码登录终端，在终端中ping外网地址：

ping www.mcuzone.com

能ping通说明网络正常。

在PC端打开https://www.speedtest.cn/进行测速，测试结果如下：

注意：以太网网络测速受网络信号和测试方法影响，速度请以实际为准。

6.3 测试USB接4G模组

将外接4G模组与扩展板相连，本文档使用4G CAT1模块进行测试。注意：1.25mm-4P对应的USB-A口，不可接任何USB设备，不然4G将无法使用。

我们可以把4G CAT1配置为另一个WAN口。

eth0不插网线，启动系统，登录TTYD终端，执行ifconfig -a：

其中eth2即为4G CAT1。

点击”网络 - 接口“，点击”添加新接口“：

按下图进行设置（“名称”可以自定义），设置完毕后点击”提交“：

在”防火墙设置“中，把防火墙区域设置为wan，设置完毕后点击”保存&应用“：

然后会自动回到接口页面，稍等片刻，我们就可以看到这个4GWAN已经正确地获得了IP：

进入“系统 - TTYD终端”，使用默认的用户名和密码登录终端，在终端中ping外网地址：

ping www.mcuzone.com

能ping通，说明4G CAT1工作正常。

在PC端打开https://www.speedtest.cn/进行测速，测试结果如下：

注意：4G网络测速受网络信号和测试方法影响，速度请以实际为准。

售后

周一-周五（9:30-6:30）周六（9:30-5:30）

手机：13434470212

邮箱：services04@spotpear.cn

QQ：202004841