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Air780ER2/ER3_AirLink 专用 4G 模组产品简介

作者：马梦阳　|　最后修改：2026-06-12

特别说明

1、Air780ER2/ER3 两款模组，有几重意义：

1）搭配 Air1601/Air8101 等没有 4G 功能的 MCU 或者 WiFi 主控来实现 4G 上网；

2）主控与 Air780ER2/ER3 的通信总线，可以是 SPI(780ER3)，也可以是 UART(780ER2)；

3）除可搭配主控实现 4G 联网功能外，Air780ER2/ER3 也都支持 USB 上网(RNDIS)；

具体如下：


RNDIS
AirLink over UART
AirLink over SPI
Air780ER2
✅
✅

Air780ER3
✅

✅

2、非常重要的一点是：Air780ER2/ER3 这两款模组都不需要二次开发，合宙出厂时已经将相关固件烧录到模组中，大家直接使用即可；

Air780ER2/ER3 出厂固件版本 list：量产固件。

3、Air780ER2/ER3 只支持 USB RNDIS 虚拟网卡和合宙 AirLink 通信协议；

1）作为 USB RNDIS 虚拟网卡使用时，可以在 Windows 和 Linux 设备下使用；

2）作为 AirLink 从设备使用时，只能与合宙官方主控模组（例如 Air160x、Air8101 等模组）进行搭配使用，不支持外挂在其他非官方主控设备上使用。Air160x、Air8101 系列模组搭配 Air780ER2/ER3 硬件参考设计见资料中心的“模组资料”章节。

4、合宙 AirLink 通信协议介绍见下文的“AirLink 概述”章节；

AirLink 是合宙自研的一套面向硬件设备间数据交互的标准化通信协议。

在嵌入式物联网硬件架构中，设备的网络能力普遍依赖主控 MCU 外挂通信模组实现：无论是主控 MCU 借助 4G/WiFi 模组接入网络，还是 4G 模组拓展 WiFi 通信能力，硬件层面均以 UART、SPI 作为物理传输接口。

为统一上下行数据格式、简化跨模块交互逻辑，AirLink 在底层 UART/SPI 物理链路之上，完成了指令帧、业务数据的标准化封装。通信双方按照协议规则收发数据，接收端对报文进行解析后，便可调用对端模组 / 设备的各类能力，具体包含：

1）网络能力：实现 4G、WiFi 等方式上网与数据透传；

2）外设控制：远程操作对端的 GPIO、UART、WiFi 等硬件外设；

3）设备运维：支持远程固件升级（FOTA）、电源管理（PM）等系统级功能。

AirLink 通信协议详细说明请参考：https://docs.openluat.com/protocols/airlink/

AirLink 协议依托于底层硬件物理总线实现模块间指令与数据交互，当前仅支持 AirLink over UART、AirLink over SPI 两种接入方式；

UART 与 SPI 属于嵌入式领域主流通信总线，二者在传输速率、硬件成本、布线难度、功耗、抗干扰性等方面特性差异显著，分别面向小流量低速率、大流量高速率两类典型业务场景，下面将分别对两种接入方式进行详细说明，并对比其优劣势与适用项目。

该方式以通用异步串口 UART 作为物理传输通道，是目前物联网模组与主控 MCU 对接最普遍的硬件方案，也是 AirLink 落地最广泛的接入方式。

核心优点：

1）硬件极简，兼容性强：仅需 TX（发送）、RX（接收）两根信号线配合公共地即可完成通信，接线数量少、PCB 布线简单；几乎所有主控 MCU、4G/WiFi 通信模组都原生集成 UART 外设，无需额外拓展电路，硬件改造成本低、上手门槛极低。

2）功耗表现优异：总线空闲时线路保持静态电平，无高频时钟翻转，整体静态功耗、动态功耗都更低，天然适配电池供电、对续航要求严苛的设备。

3）配置灵活，适配性广：波特率、奇偶校验位、停止位等参数可自由配置，能够兼容各类老旧硬件、定制化终端设备，适配不同厂商的底层串口规范。

主要缺点：

1）传输速率上限低：作为异步通信接口，无独立同步时钟，受协议原理限制，有效吞吐速率偏低，无法支撑连续大数据流、高速透传类业务。

2）抗干扰能力一般：依靠波特率做数据同步，在长距离走线、工业强电磁干扰环境中，容易出现数据误码、丢包、帧解析异常等问题。

3）总线拓扑受限：常规 UART 为一对一通信架构，单组接口难以实现多模块并联组网。

适用项目场景

主打小流量、低速率、低功耗、低成本的物联网设备，典型场景如下：

  • 各类电池供电的低功耗传感终端：温湿度采集器、烟感探测器、红外门禁、漏水 / 震动监测节点等；
  • 纯指令交互类设备：仅需下发控制指令、上报设备状态、传输少量传感器数据，无图片、音视频、大文件传输需求；
  • 以远程运维为核心的场景：依托 AirLink 实现 FOTA 固件升级、GPIO 控制、电源管理（PM）、简易日志输出等轻量操作；
  • 成本敏感、追求快速量产的常规民用物联网产品。

该方式以同步串行总线 SPI 作为物理传输通道，自带独立时钟信号，属于高速同步通信接口，专为板间高速数据交互设计，主打高吞吐能力。

核心优点

1）传输速率高，吞吐能力强：依靠专属时钟线实现数据同步收发，传输速率远高于 UART，可稳定承载大体积、连续型数据流，满足高速网络透传需求。

2）通信可靠性高：时钟与数据并行传输，时序逻辑严谨，数据采样精准，在板内短距离通信场景下，误码、丢包概率远低于 UART，传输稳定性更佳。

3）连续传输性能好：面对长报文、批量数据传输时，带宽利用率高，不会因数据量增大出现明显卡顿。

主要缺点

1）硬件资源占用多：标准 SPI 至少需要 CLK（时钟）、MOSI、MISO、片选 CS 四路信号线，布线数量更多，PCB 布局复杂度高于 UART。

2）整体功耗偏高：高速时钟信号持续电平翻转，总线动态功耗明显增加，不利于极致低功耗的电池类设备设计。

3）调试与适配成本略高：高速模式下对硬件走线阻抗、时序匹配有一定要求，部分精简型低成本 MCU / 模组在高频 SPI 模式下需要额外调试优化。

信号脚说明

AirLink over SPI 共有 8 个信号，其中 4 个为 SPI 信号，4 个为辅助信号，核心参数如下：

  • 时序模式：固定为 SPI 模式 3（CPOL=1，CPHA=1），主从设备必须保持一致；
  • 收发模式：全双工；
  • 理论最大速率：硬件 SPI 外设原生支持的极限通信速率；
  • 实测常规最大速率：Air8101 为 13Mbps；其他模组暂无实测数据；
  • 默认通信速率：Air8101 默认 13Mbps，其他模组默认 31Mbps。

接下来以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例进行说明：

AirLink over SPI 八个信号
功能说明
AirLink_SPI_CLK
主机提供时钟。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air8101 提供时钟。
注意！AirLink_SPI_CLK 接 Air780Exx 系列模组的 SPI_CLK；
AirLink_SPI_MOSI
主机输出数据到从机。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air8101 输出数据给 Air780Exx 系列模组。
注意！AirLink_SPI_MOSI 也接 Air780Exx 系列模组的 SPI_MOSI，不需要反向接 SPI_MISO，切记！
AirLink_SPI_MISO
从机输出数据给主机。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air780Exx 系列模组输出数据给 Air8101。
注意！AirLink_SPI_MISO 也接 Air780Exx 系列模组的 SPI_MISO，不需要反向接 SPI_MOSI，切记！
AirLink_SPI_CS
主机提供片选信号，拉低有效。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air8101 提供片选信号给 Air780Exx 系列模组。
注意！AirLink_SPI_CS 接 Air780Exx 系列模组的 SPI_CS；
AirLink_RDY
从机就绪信号，拉低有效，若 RDY 为高电平，不可进行 SPI 通信。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air780Exx 系列模组提供就绪信号给 Air8101。
AirLink_IRQ
从机数据通知主机，拉低有效，可选。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air780Exx 系列模组提供给 Air8101。
说明！AirLink 协议支持轮询和中断模式，若 IRQ 不选用则为轮询模式，轮询周期默认 5ms，可配置；
AirLink_WAKEUP
主机唤醒从机。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air8101 唤醒 Air780Exx 系列模组。
AirLink_RST
主机复位从机。以“Air8101 + Air780Exx 系列模组”组合为例，当 Air8101 做主，Air780Exx 做从时，由 Air8101 复位 Air780Exx 系列模组。

适用项目场景

主打大流量、高速率、高吞吐，且硬件资源、功耗条件相对宽裕的设备，典型场景如下：

  • 高速数据透传设备：图片上传、音视频采集传输、大容量日志上报、批量传感数据汇总等场景；
  • 物联网网关、中继设备：多终端数据汇聚、宽带网络透传、高并发数据交互的工业网关；
  • 多媒体 / 高性能终端：车载终端、工业平板、智能显示设备等，需要持续高速联网交互的产品；
  • 主控与模组同板布局、布线空间充足，优先追求传输性能而非极致功耗的硬件方案。

模组概述

Air6205 是一款专为物联网场景及 AirLink 协议生态打造的高性价比 WiFi + 蓝牙双模专用通信模组。该模组基于合宙 Air8000W 产品架构迭代优化而来，对原有产品功能进行拆分精简，剥离冗余功能，聚焦纯无线数据传输核心能力，是适配 AirLink 协议交互的轻量化专用 WiFi 模组。

模组硬件适配性强，可通过 SPI 总线与合宙 4G 通信模组、各类主控 MCU 快速对接适配，灵活搭建多种硬件架构，完美匹配 AirLink 高速数据交互场景。

资料指引

产品简介：https://docs.openluat.com/air6205/product/

资料中心：https://docs.openluat.com/air6205/product/shouce/

固件版本：https://docs.openluat.com/air6205/product/firmware/

使用说明：https://docs.openluat.com/air6205/product/user/

模组概述

Air780ER2、Air780ER3 是两款适配 AirLink 协议的 4G 专用模组。针对不同速率场景做差异化设计：

Air780ER2 支持 USB RNDIS 虚拟网卡与 AirLink over UART 通信，适配低速率业务；

Air780ER3 支持 USB RNDIS 虚拟网卡与 AirLink over SPI 通信，面对高速率传输场景。

两款模组硬件封装完全兼容 Air780EX2，可直接替代使用。

资料指引

产品简介：https://docs.openluat.com/air780er2/product/

资料中心：https://docs.openluat.com/air780er2/product/shouce/

固件版本：https://docs.openluat.com/air780er2/product/firmware/

使用说明：https://docs.openluat.com/air780er2/product/user/

1.4.1 合宙 Air160x 系列主控 MCU 搭配 Air6205 WiFi 模组

Air160x 系列为基于 Cortex-M7 的高性能嵌入式模组，本身无内置网络功能。

搭配 Air6205 WiFi 模组，通过 AirLink over UART / AirLink over SPI 实现 WiFi 联网能力。

Air160x 系列产品资料：https://docs.openluat.com/air1601/

Air160x 搭配 Air6205 示例代码：待补充

Air160x 搭配 Air6205 硬件参考设计：https://docs.openluat.com/air1601/product/shouce/

1.4.2 合宙 Air160x 系列主控 MCU 搭配 Air780ER2/ER3 4G 模组

Air160x 系列为基于 Cortex-M7 的高性能嵌入式模组，本身无内置网络功能。

搭配 Air780ER2 可通过 AirLink over UART 实现 4G 上网；

搭配 Air780ER3 可通过 AirLink over SPI 实现 4G 上网。

Air160x 系列产品资料：https://docs.openluat.com/air1601/

Air160x 搭配 Air780ER2/ER3 示例代码：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air1601_Air1602/demo/airlink

Air160x 搭配 Air780ER2/ER3 硬件参考设计：待补充

1.4.3 合宙 Air1780 系列主控 MCU 搭配 Air6205 WiFi 模组

Air1780 系列是在 Air780Exx 系列基础上剥离 4G 功能打造的纯 MCU 模组，保留原产品除 4G 外全部硬件能力，同时沿用 LuatOS 除 4G 之外的所有核心库和扩展库。

搭配 Air6205 WiFi 模组，通过 AirLink over UART / AirLink over SPI 拓展 WiFi 联网能力。

Air1780 系列产品资料：https://docs.openluat.com/air1780/product/

Air1780 搭配 Air6205 示例代码：待补充

Air1780 搭配 Air6205 硬件参考设计：待补充

1.4.4 合宙 Air1780 系列主控 MCU 搭配 Air780ER2/ER3 4G 模组

Air1780 系列为纯 MCU 模组，无内置 4G 功能。

搭配 Air780ER2 可通过 AirLink over UART 实现 4G 上网；

搭配 Air780ER3 可通过 AirLink over SPI 实现 4G 上网。

Air1780 系列产品资料：https://docs.openluat.com/air1780/product/

Air1780 搭配 Air780ER2/ER3 示例代码：待补充

Air1780 搭配 Air780ER2/ER3 硬件参考设计：待补充

1.4.5 合宙 Air8101 系列 WiFi 模组搭配 Air780ER2/ER3 4G 模组

Air8101 系列为纯 WiFi 模组，无内置 4G 功能。

搭配 Air780ER2 可通过 AirLink over UART 实现 4G 上网；

搭配 Air780ER3 可通过 AirLink over SPI 实现 4G 上网。

Air8101 系列产品资料：https://docs.openluat.com/air8101/

Air8101 搭配 Air780ER2/ER3 示例代码：待补充

Air8101 搭配 Air780ER2/ER3 硬件参考设计：待补充

二、Air780ER2/ER3 产品概述

Air780ER2 支持 USB RNDIS 虚拟网卡、AirLink over UART 两种网络供网与交互方式；Air780ER3 支持 USB RNDIS 虚拟网卡、AirLink over SPI 两种网络供网与交互方式。两款模组定位为嵌入式主控 MCU 配套专用 4G 外设模组，主要为主控设备提供稳定、可靠的 4G 网络接入与数据交互能力。

在硬件兼容性层面，Air780ER2、Air780ER3 整体封装尺寸完全兼容 Air780EX2 模组，可实现直接硬件替换，无需改版 PCB 电路。相较于支持用户二次开发的 Air780EX2，Air780ER2 与 Air780ER3 为纯外设通信模组，不支持用户自主编写模组端脚本代码，用户仅需基于主控 MCU 完成全部业务逻辑开发，大幅简化项目开发难度。

模组 USB RNDIS、AirLink 协议的详细功能原理、配置方式与使用细则，将在本文第四章核心功能介绍中完整说明。

三、硬件设计概述

3.1 Air780ER2 硬件管脚图

3.2 Air780ER3 硬件管脚图

3.3 Air780ER2 外观示意图

待补充

3.4 Air780ER3 外观示意图

待补充

四、核心功能介绍

4.1 USB RNDIS 虚拟网卡

模组支持标准 USB RNDIS 虚拟网卡功能，上位机或主控 MCU 可通过 USB 接口与模组快速建立网络连接。同时主控可通过 USB 通道下发标准 AT 指令，实现虚拟网卡启停、设备状态查询、模组复位等配置与交互操作，兼顾调试、配网与运维需求。

模组支持标准 AT 指令集如下，完整详细说明可查阅官方对应手册文档：待补充

支持的指令
功能说明
ATE0
关闭命令回显模式
ATE1
开启命令回显模式
AT+CSQ
查询网络信号质量
AT+CGSN
查询设备 IMEI 号
AT+CIMI
查询运营商 IMSI 号
AT+CCID
查询 SIM 卡 ICCID 号码
AT+ICCID
查询 SIM 卡 ICCID 号码
AT+RNDISCALL=0
关闭 USB RNDIS 虚拟网卡
AT+RNDISCALL=1
开启 USB RNDIS 虚拟网卡
AT+RESET
重启模块
AT+HELP
查询设备全部支持的 AT 指令

本功能为 Air780ER2 模组专属功能，Air780ER3 不支持。

功能基于合宙标准 AirLink 通信协议，依托 UART 硬件链路实现主控 MCU 与 4G 模组之间的数据交互。

主控 MCU 可通过外挂 Air780ER2 模组快速实现整机 4G 联网能力，同时可在主控端调用 LuatOS mobile 核心库接口，实时读取模组网络信息、链路状态、注册信息等各类运行参数。

硬件资源方面，Air780ER2 的 AirLink over UART 功能固定使用 UART1 管脚，不支持用户自定义切换至其他 UART 通道；

数据交互效果如下：

本功能为 Air780ER3 模组专属功能，Air780ER2 不支持。

功能基于合宙标准 AirLink 通信协议，依托高速 SPI 硬件链路实现主控 MCU 与 4G 模组之间的高速数据交互。

主控 MCU 可通过外挂 Air780ER3 实现整机高速 4G 联网，同时依托 mobile 核心库实时读取模组网络状态、链路信息、信号质量等参数，满足高实时、大流量传输需求。

硬件资源方面，Air780ER3 的 AirLink over SPI 功能固定使用 SPI0 管脚，不支持用户自定义切换至其他 SPI 通道；

数据交互效果如下：

4.4 标准双向互看门狗（预留功能，暂未实现）

Air780ER2、Air780ER3 均预留双向互看门狗功能架构。主控 MCU 与 4G 模组可依托 AT 指令或 AirLink 通信链路进行周期性心跳交互，通过软件喂狗机制实现双方运行状态实时监测。

功能原理为：通信双方定时推送心跳信号，若任意一方检测到对端心跳超时、链路断开、通信异常，可通过硬件引脚驱动对端 RESET 管脚完成硬件强制复位，实现系统故障自动恢复。

模组引脚定义：

  • 模组自身复位引脚为 PIN15；

  • 用于复位主控 MCU 的控制引脚为 PIN16（GPIO27）。

注：该功能为固件预留设计，当前版本固件暂未开放，后续可通过官方固件迭代升级。

五、应用场景

Air780ER2、Air780ER3 作为适配 AirLink 协议的专用 4G 外设模组，主要配套各类嵌入式主控 MCU 使用，为物联网终端提供稳定的 4G 联网、状态监测、故障自恢复能力。模组集成 AT 指令配置、AirLink 双通道交互、USB RNDIS 虚拟网卡调试能力，同时预留双向互看门狗机制，具备集成简单、稳定性高、适配性广的特点，可覆盖民用及工业级物联网各类场景。

Air780ER2（AirLink over UART）场景适配：

UART 串口为通用 MCU 标配接口，具备兼容性强、布线简单、功耗低、集成成本低的优势。该模组主要适配入门级、低功耗主控 MCU，广泛应用于环境监测传感器、智能水电表计、传统串口工业设备改造、安防告警终端、共享设备等低速小数据传输场景。搭配双向互看门狗机制，可实现主控与模组双向异常监测、自动复位恢复，完美适配长期无人值守的物联网终端设备。

Air780ER3（AirLink over SPI）场景适配：

SPI 接口具备高速率、高吞吐、抗干扰能力强的特性。该模组主要搭配中高端主控 MCU，适用于多路数据汇聚工业终端、小型视频图文上传、高速批量数据采集、高实时性工控传输等大流量业务场景，可在复杂工业电磁环境下保障数据传输的稳定性与实时性。

两款模组均支持 USB RNDIS 网卡调试与固件升级，用户可根据自身主控硬件接口资源、业务数据速率需求灵活选型，全面覆盖低速民用设备与高速工业设备的联网需求。

六、优势总结

硬件兼容，迭代成本极低：Air780ER2、Air780ER3 硬件封装完全兼容 Air780EX2，支持直接引脚对引脚替换，大幅降低产品硬件迭代与方案升级成本。

开发简单，落地周期短：模组为纯外设通信模组，无需用户进行模组端二次开发，用户仅需专注主控 MCU 业务逻辑开发，依托标准 AirLink 协议与 AT 指令即可快速完成联网、配置、运维功能开发，上手门槛低。

双路交互，功能完备：同时支持 USB RNDIS 虚拟网卡与 AirLink 协议双通道交互，搭配完整标准 AT 指令集，兼顾设备调试、固件升级、网络配置、数据透传、状态查询等全套功能，满足开发、量产、运维全流程需求。

运行稳定，可靠性高：预留标准双向互看门狗架构，可实现主控与模组双向心跳监测、异常自动复位，有效解决设备死机、链路卡死问题，大幅提升整机长期运行稳定性。

场景全覆盖，通用性强：两款模组采用差异化接口设计，UART 版本适配低速低功耗场景，SPI 版本适配高速大流量场景，可适配全系列合宙主控及各类通用嵌入式 MCU，全面覆盖民用、工业物联网主流应用场景，具备极强的通用性与实用性。