使用4G模块进行点对点传输，可以实现远程设备的直接通信，广泛应用于工业控制、远程监控、物联网等领域。本教程将详细讲解如何通过4G模块，构建设备之间的点对点（P2P）传输系统，从配置设备、建立通信通道到实际数据传输的全过程。

1. 什么是4G模块点对点传输？

4G模块点对点传输是指通过蜂窝网络（如LTE网络）实现两个远程设备之间的直接数据通信。与通过云服务器转发数据不同，点对点通信允许设备通过各自的IP地址直接相互通信，从而减少通信延迟，提高效率。

2. 所需的设备和工具

• 4G模块：例如Quectel、SIMCom等品牌的4G模块，具备串口或其他通信接口。
• SIM卡：支持4G的SIM卡，需要具有流量套餐，且具备公网IP或通过运营商开通端口映射服务（NAT穿透）。
• 两台设备：如PLC、传感器、工业控制设备等，分别连接到各自的4G模块上。
• 电脑：用于配置4G模块和测试数据传输。
• 串口调试工具：如串口助手，用于通过AT指令配置4G模块。

3. 基本原理

在点对点通信中，两个设备通过4G网络连接后，可以通过各自的公网IP地址相互通信。实现点对点的关键步骤包括：

1. 获取设备的公网IP地址。
2. 确保两台设备在同一网络范围内能互相访问。
3. 配置设备以通过指定端口进行数据传输。

4. 详细步骤

4.1 配置4G模块

1. 连接4G模块

   • 使用串口线将4G模块连接到电脑或设备。
   • 打开串口调试助手，选择正确的串口号，并设置波特率（通常为115200），确保能够与4G模块通信。

2. 配置网络连接

   • 插入支持4G网络的SIM卡。

   • 发送AT命令，检查4G模块是否正常工作并已连接到网络：

     AT

     返回 "OK" 表示模块已准备好。

   • 配置模块使用4G网络连接。发送以下AT指令启用4G数据连接：

     AT+CGATT=1
     

     返回 "OK" 表示已附着到网络。

   • 检查当前网络状态，确认已注册到4G网络：

     AT+CREG?

     返回值为 +CREG: 0,1 表示注册成功。

   • 激活PDP上下文，建立数据连接：

     AT+CGDCONT=1,"IP","APN"

     其中APN为SIM卡对应的接入点名称，运营商会提供APN信息。

   • 启动数据连接：

     AT+CIICR

   • 获取设备的IP地址：

     AT+CIFSR

     该命令会返回当前模块分配的IP地址（可能是公网或私网IP）。

4.2 点对点传输的设置

1. 获取设备公网IP

   • 为了实现点对点传输，设备需要具有公网IP。如果你的SIM卡只分配了私网IP，可能需要联系运营商开通端口映射（NAT穿透）或申请公网IP。

   • 如果设备获取到的是公网IP，则可以直接进行下一步。如果是私网IP，请确保两台设备在同一私网下，或者通过VPN等方式实现互通。

2. 配置Socket通信

   • 通过4G模块的AT指令配置Socket连接，设置模块为客户端或服务器模式：

     • 客户端模式：模块主动连接远程设备。
     • 服务器模式：模块监听某个端口，等待远程设备连接。

   • 创建一个TCP连接：

     AT+CIPSTART="TCP","远程设备IP地址","端口号"

     例如，如果要连接另一台设备的IP地址为 192.168.1.100，端口为 5000，则输入：

     AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.100","5000"

     返回 "OK" 表示连接成功。

3. 建立通信并传输数据

   • 发送数据：

     AT+CIPSEND

     然后输入要发送的数据内容，结束符号通常为Ctrl+Z。

   • 接收数据： 如果模块收到数据，串口调试助手中会显示返回的数据内容。

4.3 验证数据传输

1. 测试通信通道

   • 在两台设备之间通过串口工具或者上位机软件发送和接收数据，确保数据能够双向传输。
   • 检查数据的延迟、丢包率等，验证通信质量。

2. 远程监控

   • 配置远程设备的数据监控功能，查看实时数据或传感器数据是否能够通过点对点通道顺利传输。

4.4 处理NAT穿透问题（选项）

如果运营商未提供公网IP或启用NAT穿透，可以通过以下方法解决：

• 运营商申请端口映射：联系运营商开通特定端口的映射功能，使得私网设备可以接收来自公网的请求。
• 使用中间服务器：通过中间服务器进行数据转发，避免NAT穿透问题。
• VPN方案：为两个设备配置虚拟专用网络（VPN），将它们放在同一个虚拟网络中，实现在同一局域网内的通信。

5. 应用场景

1. 远程监控与控制：通过4G模块，设备可以在远程环境中实现点对点通信，常用于工业设备的远程监控和控制。
2. 视频传输：通过4G模块点对点传输，实时传输远程监控摄像头的数据。
3. 智能交通：智能交通设备通过4G点对点通信，实现交通灯、摄像头等设备的远程调度和数据回传。

6. 常见问题与解决方案

6.1 设备无法获取公网IP

• 解决方法：联系运营商，确认SIM卡是否具备公网IP，或者是否支持NAT穿透。

6.2 数据传输中断或不稳定

• 解决方法：检查4G网络信号质量，确保设备处于信号良好的区域。可以增加外置天线，增强信号强度。

6.3 端口无法打开

• 解决方法：确保远程设备的防火墙未阻止特定端口，或启用端口映射以允许设备访问。

7. 总结

通过4G模块进行点对点传输是一种高效的远程通信方式，尤其适合工业自动化、物联网和远程监控等应用场景。通过正确配置4G模块的网络连接和Socket通信设置，可以实现远程设备间的数据交换和控制。如果遇到公网IP或NAT穿透问题，可通过运营商端口映射或使用VPN解决。

详情设备及教程：数据传输终端_无线终端_无线DTU模块-成都纵横智控官网https://www.iotrouter.com/product/list-79.html