3. LTE 模组基础：Cat.1 / Cat.M1 / NB-IoT 对比、AT 指令集与选型实战
各位同学，欢迎来到第三章。前面我们聊完了蓝牙 Mesh 的组网逻辑，现在该把目光转向“广域网”这一侧了。做物联网融合产品，LTE 模组几乎是绕不开的伙伴。我个人习惯把 LTE 模组看成是“手机的简化版”——它没有屏幕、没有触摸，但核心的通信能力一点不少。
这一章，我们重点解决三个问题：选哪个制式？怎么用 AT 指令控制它？具体到 Air724UG 和 BC260Y 这类模组，该怎么挑？
3.1 LTE Cat.1 / Cat.M1 / NB-IoT：到底怎么选？
很多刚入行的朋友一上来就问我：“老师，NB-IoT 是不是最省电的？那我全用 NB-IoT 行不行？”嗯，这个问题我当年也问过。答案其实很简单：没有最好的制式，只有最合适的场景。
我们先看一张对比表，把三个主流制式的核心参数摆出来。
| 参数项 | LTE Cat.1 | LTE Cat.M1 (eMTC) | NB-IoT |
|---|---|---|---|
| 下行峰值速率 | ~10 Mbps | ~1 Mbps | ~250 kbps |
| 上行峰值速率 | ~5 Mbps | ~1 Mbps | ~250 kbps |
| 时延（典型） | 50~100 ms | 100~200 ms | 1~10 s |
| 移动性 | 全移动（高速） | 有限移动（中低速） | 基本不支持 |
| 语音支持 | VoLTE | VoLTE（可选） | 不支持 |
| 功耗（典型） | 较高 | 中等 | 极低 |
| 模组成本 | 中等 | 中等偏高 | 低 |
| 覆盖增强 | 无 | 15~20 dB | 20~30 dB |
看完表格，你可能觉得还是有点晕。我换个说法：
- Cat.1：说白了就是“低配版 4G”。它砍掉了 Cat.4 的高带宽，但保留了低时延和全移动能力。适合需要实时通信、偶尔传个图片或语音的场景，比如共享单车、车载定位、工业 DTU。
- Cat.M1：这是为“中等速率、低功耗、需要移动”的场景设计的。我去年做一个资产追踪项目，设备在仓库里移动，数据量不大但要求电池撑半年，最后选了 Cat.M1。它支持 PSM 和 eDRX 省电模式，比 Cat.1 省电不少。
- NB-IoT：这是“极致省电、深覆盖”的选手。你想想看，一个水表放在地下室，几年不换电池，数据一天上报一次，NB-IoT 就是为这种场景生的。但它基本不支持移动，时延也大，别指望用它做实时控制。
核心选型口诀：
- 要实时、要移动、要语音 → Cat.1
- 要省电、要移动、中等速率 → Cat.M1
- 要极省电、要深覆盖、低速静态 → NB-IoT
3.2 AT 指令集：你与模组对话的唯一语言
AT 指令，全称 Attention Command。说白了，就是你的 MCU 通过串口给模组发文本命令，模组执行后返回结果。我刚开始做的时候，总觉得 AT 指令很“土”，后来发现它其实是工业界最稳定的接口——简单、可靠、调试方便。
我们来看一个最基础的例子：用 AT 指令拨号上网。
// 1. 检查模组是否响应
AT
OK
// 2. 查询信号强度
AT+CSQ
+CSQ: 18,0
OK
// 3. 查询运营商注册状态
AT+CREG?
+CREG: 0,1
OK
// 4. 激活 PDP 上下文（拨号）
AT+CGACT=1,1
OK
// 5. 获取本地 IP 地址
AT+CGPADDR=1
+CGPADDR: 1,10.168.1.100
OK你看，整个过程就是“一问一答”。但这里有几个坑，我当年踩过：
我曾经犯过的错：
- 发完 AT 指令后不等 OK 就发下一条，结果模组直接不理我。后来养成习惯：每条指令必须等待返回后再发下一条。
- AT+CSQ 返回的信号值不是百分比，而是 0~31 的 RSSI 等级。18 对应大约 -75 dBm，信号不错。低于 10 就要小心了。
- 有些模组（尤其是 NB-IoT）的 AT 指令集有厂商扩展，比如移远的
AT+QIACT和广和通的AT+CGACT不完全一样。换模组时一定要看对应的 AT 指令手册。
这里我整理了一份常用 AT 指令速查表，建议你收藏：
| 指令 | 功能 | 典型返回 |
|---|---|---|
AT |
握手测试 | OK |
AT+CSQ |
查询信号强度 | +CSQ: <rssi>,<ber> |
AT+CREG? |
查询网络注册状态 | +CREG: <n>,<stat> |
AT+CGATT? |
查询 GPRS 附着状态 | +CGATT: 1 (已附着) |
AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET" |
设置 APN | OK |
AT+CGACT=1,1 |
激活 PDP 上下文 | OK |
AT+CGPADDR=1 |
获取 IP 地址 | +CGPADDR: 1,<IP> |
AT+QIOPEN=...* |
建立 TCP/UDP 连接（移远扩展） | OK 或 +QIOPEN: <id>,<err> |
*注：AT+QIOPEN 是移远模组的扩展指令，广和通模组对应的是 AT+QTCPCON。换模组时务必核对。
3.3 模组选型：Air724UG 与 BC260Y 实战对比
理论讲完了，我们来看两个具体的模组。一个是合宙的 Air724UG（Cat.1），另一个是移远的 BC260Y（Cat.M1 / NB-IoT 双模）。这两个模组我都在项目里用过，说说我的真实感受。
3.3.1 Air724UG（Cat.1）
Air724UG 是合宙主打的一款 Cat.1 模组，封装兼容之前的 2G 模组 Air202。说白了，就是让你从 2G 直接升级到 4G Cat.1，硬件改动最小。
- 优点：价格便宜（批量 30 元左右）、支持 VoLTE、有丰富的 Lua 开发资源（合宙的特色）、封装兼容 2G 模组。
- 缺点：功耗偏高（典型 200~300 mA）、不支持 PSM 省电模式。
- 适合场景：需要实时通信、有语音需求、或者从 2G 升级的项目。
我记得有一次做共享充电宝项目，客户要求设备能实时上报位置，还要支持远程开锁。我们选了 Air724UG，用它的 TCP 透传功能，配合蓝牙 Mesh 网关，效果很稳定。唯一要注意的是，它的功耗在待机时也有 20 mA 左右，如果电池容量小，需要加电源管理。
3.3.2 BC260Y（Cat.M1 / NB-IoT 双模）
BC260Y 是移远的一款多模模组，支持 Cat.M1 和 NB-IoT 双模切换。我个人的习惯是：如果项目对功耗敏感，又希望保留一点移动性，优先考虑 BC260Y。
- 优点：功耗极低（PSM 模式下 3 µA）、支持双模切换、覆盖增强（+20 dB）、尺寸小。
- 缺点：速率低（Cat.M1 下最高 1 Mbps）、不支持语音、价格比 Cat.1 模组略高。
- 适合场景：电池供电的资产追踪、智能表计、环境监测。
去年做一个智能井盖项目，井盖在地下，信号很差。我们用 BC260Y 的 NB-IoT 模式，配合覆盖增强，成功实现了数据上报。嗯，这里要注意：NB-IoT 模式下，AT 指令的响应速度会慢一些，发完指令后要耐心等 2~3 秒。
选型决策树（我的经验总结）：
- 项目需要实时控制或语音？ → Air724UG（Cat.1）
- 项目是电池供电，数据量小，设备基本不动？ → BC260Y（NB-IoT 模式）
- 项目是电池供电，但设备会移动（如追踪器）？ → BC260Y（Cat.M1 模式）
- 项目对成本极度敏感，且已有 2G 模组设计？ → Air724UG（兼容 2G 封装）
3.4 知识体系总览
为了让你更直观地理解本章的知识结构，我画了一张图。它把 LTE 模组的三大制式、AT 指令的交互流程、以及选型决策路径串在了一起。
这张图从左到右展示了：先根据场景选制式，然后通过 AT 指令控制模组，最后落地到具体的模组型号。你可以把它当作本章的“导航地图”。
3.5 小结与避坑
最后，我总结几个实战中容易踩的坑：
避坑指南（都是我曾经的血泪史）：
- 别把 NB-IoT 当 Cat.1 用：NB-IoT 的时延是秒级的，别指望用它做实时控制。我见过有人用 NB-IoT 做远程开关，结果按下按钮后 5 秒才有反应，用户直接投诉。
- AT 指令的换行符：大部分模组要求
\r\n（回车+换行），少部分只认\r。发指令前先看手册，否则模组一直不响应。 - 信号强度不等于通信质量：AT+CSQ 返回的 RSSI 值高，不代表丢包率低。我建议在实际部署时，用
AT+QCSQ（移远扩展）查看更详细的网络质量参数。 - 模组固件版本：同一型号的模组，不同固件版本支持的 AT 指令可能有差异。项目量产前，务必锁定固件版本。
好了，这一章的内容就到这里。你只要把制式对比、AT 指令流程、以及两个模组的选型逻辑吃透，后面做蓝牙 Mesh 与 LTE 的融合设计时，就会顺手很多。