畢設系列之 -- 單片機與NBIOT通信子產品

文章目錄

• 1 簡介
• 2 NBIOT 簡介
• • 2.1 NBIOT 的特點
  • 2.2 NBIOT 的優點
  • 2.3 NBIOT能做什麼
• NBIOT 子產品使用
• 4 實作效果
• 5 STM32 驅動NBIOT子產品
• 6 最後

1 簡介

Hi，大家好，這裡是丹成學長，NBIOT是近幾年不比較火的遠端通信子產品，是物聯網的重要技術，今天學長向大家詳細介紹什麼是NBIOT，NBIOT子產品能做什麼，以及但單片機如何使用NBIOT子產品

單片機與NBIOT通信子產品

大家可用于 課程設計 或 畢業設計

技術解答
畢設幫助：<Q>746876041
           

2 NBIOT 簡介

基于蜂窩的窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things， NB-IoT）成為萬物網際網路絡的一個重要分支。NB-IoT建構于蜂窩網絡，隻消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實作平滑更新。

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連接配接，也被叫作低功耗廣域網（LPWAN）。NB-IoT支援待機時間長、對網絡連接配接要求較高裝置的高效連接配接。據說NB-IoT裝置電池壽命可以提高至至少10年，同時還能提供非常全面的室内蜂窩資料連接配接覆寫。

重點：NBIOT是一種通信技術，是用于通信的！單片機通過該子產品可以與外接網際網路進行資料互動！

2.1 NBIOT 的特點

• 頻譜窄：200kHz；
• 終端發射窄帶信号提升了信号的功率譜密度，提升了信号的覆寫增益，并且提升了頻譜利用效率；
• 相同的資料包重複傳輸也可獲得更好的覆寫增益；
• 另外該技術降低了終端的激活比，降低了終端基帶的複雜度。
• NB-IOT四大能力：廣覆寫，海量連接配接，更低功耗，更低晶片成本。
• NB-IOT基于現有蜂窩網絡的技術，可以通過更新現網來快速支援行業市場需求，成為GUL網絡上的第四種模式。

2.2 NBIOT 的優點

• NB-IOT與其他的LPWA技術LoRa，Sigfox的比較優勢
• 可以重用現網資源，支援廣覆寫
• 标準化技術，支援切換移動性好。産業鍊豐富
• 20dB+增益(vs GSM)
• 授權頻譜，抗幹擾性好

2.3 NBIOT能做什麼

• 智能水表
• 智能停車
• 寵物智能跟蹤
• 智能自行車
• 智能煙霧檢測器
• 智能馬桶
• 智能售貨機
• 等等等等

NBIOT 子產品使用

這裡以市面上常見的NB260子產品為例：

NB260是基于移遠NB-IOT子產品：BC26的小系統闆，闆載了IPEX射頻天線座，5V轉3.3V LDO穩壓電源，MicroSIM卡座，ESD防護電路，開機電路等，即插即用。

NB260小系統闆采用2.54标準間距排針，引出BC26子產品的全部可用GPIO口，整闆尺寸僅 25mm*33.02mm，便于嵌入到客戶産品中。

支援的頻段

引腳信号

NB260引腳排列如下圖所示。

CON1（P1）右側一列信号為：GND，VIN，TXD，RXD，PEN，RST，EINT，NRI（NRI電壓域1.8V，若用作喚醒MCU，可以簡單串聯1K電阻然後上拉後與MCU的GPIO口相連。），該列信号還與NB101，NB200相容，可以互相替換。

SIM卡槽

NB260采用自彈式MicroSIM卡槽，注意SIM卡插入方向為：卡缺口朝外。

工作模式

4 實作效果

(以下為學長作品)

stm32 + NBIOT子產品建構的家庭煙霧報警系統(智能家居的一部分)

NBIOT指紋簽到系統：

5 STM32 驅動NBIOT子產品

#include"nbiot.h"
/***************************************************************************************
函數名：send_NB_IoT
功  能：發送資料到NB子產品
參  數：cmd 要發送的資料或者指令
傳回值：
例  子：
說  明： 
作  者：丹成學長，q746876041
****************************************************************************************/
void send_NB_IoT(u8 *cmd)
{
	
	while(*cmd!='\0')
	{
	  USART_SendData(USART2,*cmd++);
	  while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE)==Bit_RESET);	//發送資料結束
	}
}

/***************************************************************************************
函數名：NB_IoT_ack_chack
功  能：//檢查NB子產品應答是否符合預期   
參  數：
傳回值：
例  子：
說  明：  memset(a, 0, sizeof a);  //清空數組  
作  者：丹成學長，q746876041
****************************************************************************************/
u8 NB_IoT_ack_chack(u8 *str)
{
	  delay_ms(10);
		if(USART2_RX_STA!=0)
		{
			 USART2_RX_STA=0;
			   
			 if(strstr((const char*)USART2_RX_BUF,(const char*)str))//符合預期
       { 
			     memset(USART2_RX_BUF,0, sizeof USART2_RX_BUF);    
  				 return 0;
			 }
			 else //不符合預期  
       { 
			     memset(USART2_RX_BUF,0, sizeof USART2_RX_BUF);    
			     return 1;
			 }                             	
		} 
		else 
		{ 
			  memset(USART2_RX_BUF,0, sizeof USART2_RX_BUF);  //清空數組  		 
		    return  1;
		}
}
u8 NB_IotConect()
{
	u8 x=1;
	cmd1:send_NB_IoT("AT\r\n");//  指令測試
	    if(!NB_IoT_ack_chack("OK"))  x=0;
	    else   goto cmd1;
	return x;
}
/***************************************************************************************
函數名：NB_IoT_ZDFW
功  能：自動附着網絡
參  數：
傳回值：
例  子：
說  明：
作  者：丹成學長，q746876041
****************************************************************************************/
u8 NB_IoT_ZDFW()
{
	    u8  x=0;
cmd1: send_NB_IoT("AT+NCONFIG=AUTOCONNECT,TRUE\r\n") ;  
			if(!NB_IoT_ack_chack("OK"))  x++ ;
	    else   goto cmd1;
cmd2: send_NB_IoT("AT+CFUN=1\r\n") ;     
			if(!NB_IoT_ack_chack("OK"))  x++ ;
	    else   goto cmd2;		
cmd3: send_NB_IoT("AT+NRB\r\n") ; 
	    if(!NB_IoT_ack_chack("REBOOTING"))  x++ ;
	    else   goto cmd3;	
		//确認自動附網
cmd4:	send_NB_IoT("AT+NBAND?\r\n");  
			if(!NB_IoT_ack_chack("+NBAND:5"))  x++ ;
			else   goto cmd4;		
cmd5: send_NB_IoT("AT+CFUN?\r\n"); 
			if(!NB_IoT_ack_chack("+CFUN:1"))   x++ ;
			else   goto cmd5;		
cmd6: send_NB_IoT("AT+CIMI\r\n");
			if(!NB_IoT_ack_chack("460113007651563")) x++ ;
			else   goto cmd6;		
cmd7:send_NB_IoT("AT+CSQ\r\n");  //确認信号品質第一個參數應該 1-30 之間
			delay_ms(10);
			if(USART2_RX_BUF[7]>'0'&&USART2_RX_BUF[7]<'3')
			{
				memset(USART2_RX_BUF,0, sizeof USART2_RX_BUF); 
				USART2_RX_STA=0;
				
  			x++ ;
		  }
			else 
			{
				memset(USART2_RX_BUF,0, sizeof USART2_RX_BUF); 
				USART2_RX_STA=0;
				goto cmd7;
		  }	
cmd8: send_NB_IoT("AT+CGATT?\r\n");
			if(!NB_IoT_ack_chack("+CGATT:1")) x++ ;
			else   goto cmd8;
cmd9:send_NB_IoT("AT+CEREG?\r\n");
			if(!NB_IoT_ack_chack("+CEREG:0,1")) x++ ;
			else   goto cmd9;
cmd10:send_NB_IoT("AT+CSCON?\r\n");
		  if(!NB_IoT_ack_chack("+CSCON:0")) x++ ;
		  else   goto cmd10;  		 
cmd11:send_NB_IoT("AT+CGPADDR\r\n"); 
      if(!NB_IoT_ack_chack("+CGPADDR:0,10.")) x++ ;
	 	  else   goto cmd11; 
	    if(x==11)  return 0;//自動附着網絡成功
	    else       return 1;//自動附網失敗
	
}
/***************************************************************************************
函數名：NB_IoT_conect_COAP
功  能：COAP連接配接
參  數：
傳回值：
例  子：
說  明：
作  者：丹成學長，q746876041
****************************************************************************************/
u8 NB_IoT_conect_COAP()
{
	    u8  x=0;
cmd1: send_NB_IoT("AT+CGSN=1\r\n") ;  
			if(!NB_IoT_ack_chack("+CGSN:356566078248721"))  x++ ;
	    else   goto cmd1;
cmd2: send_NB_IoT("AT+NCDP=180.101.147.115,5683\r\n") ;     
			if(!NB_IoT_ack_chack("OK"))  x++ ;
	    else   goto cmd2;	
cmd3: send_NB_IoT("AT+NRB\r\n") ; 
	    if(!NB_IoT_ack_chack("REBOOTING"))  x++ ;
	    else   goto cmd3;	
cmd4:	send_NB_IoT("AT+NCDP?\r\n");  
			if(!NB_IoT_ack_chack("+NCDP:180.101.147.115,5683"))  x++ ;
			else   goto cmd4;			
cmd5: send_NB_IoT("AT+NSMI=1\r\n"); 
			if(!NB_IoT_ack_chack("OK"))   x++ ;
			else   goto cmd5;		
cmd6: send_NB_IoT("AT+NNMI=2\r\n");
			if(!NB_IoT_ack_chack("OK")) x++ ;
			else   goto cmd6;
cmd7:			send_NB_IoT("AT+NMGS=3,000102\r\n");  
      if(!NB_IoT_ack_chack("OK")) x++ ;
			else   goto cmd7;
	    if(x==7)  return 0;//COAP連接配接成功
	    else      return 1; //COAP連接配接失敗
}
/***************************************************************************************
函數名：NBIoTInit
功  能：NBIoT初始化
參  數：
傳回值：
例  子：
說  明：
作  者：丹成學長，q746876041
****************************************************************************************/
void	NBIoTInit()
	
	{
		      NB_IotConect();
		      NB_IoT_ZDFW();
		      NB_IoT_conect_COAP();
//		      send_NB_IoT("AT+NMGS=10,53544d33325f4e423735\r\n"); //發送裝置名字：STM32_NB75
//		    POINT_COLOR=BLUE;	//設定字型為藍色 
//				LCD_ShowString(50,80 ,250,16,16,"NBIoT conecting...");
//				if (!NB_IotConect())           LCD_ShowString(50,80 ,250,16,16,"NB_IotConect success!");
//				else                          LCD_ShowString(50,80 ,250,16,16,"NB_IotConect error!!");
//				LCD_ShowString(50,100 ,250,16,16,"NBIoT Net conecting...");
//				if(!NB_IoT_ZDFW())     		    LCD_ShowString(50,100,250,16,16,"NBIoT ZDFW success!                  ");					 //自動附着網絡
//				else                          LCD_ShowString(50,100,250,16,16,"NBIoT ZDFW error!                     "); 
//				LCD_ShowString(50,120 ,250,16,16,"NBIoT COAP conecting...");
//				if(!NB_IoT_conect_COAP())			LCD_ShowString(50,120,250,16,16,"NBIoT COAP success!        ");//COAP連接配接
//				else                          LCD_ShowString(50,120,250,16,16,"NBIoT COAP error!         ");
//		     send_NB_IoT("AT+NMGS=2,0005\r\n");  
	}
           

6 最後

技術解答
畢設幫助：<Q>746876041
           

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