1.NB-IoT技术的物理层规格
①系统带宽:180KHz。
②上行技术:SC-FDMA(单载波频分多址),是LTE上行链路的主流技术。
③下行技术:OFDMA(正交频分多址),也是LTE中采用的通信技术。
相对于LTE技术而言,NB-IoT为了减少实现的复杂性,精简了部分不必要的物理信道,下行只有三种物理信道和两种参考信号,上行只有两种物理信道和一种参考信号。
2.NB-IoT与通信协议
NB-IoT设备和物联网平台通信目前的主流通信协议是CoAP、LWM2M、TCP/UDP协议。
3.NB-IoT模块在嵌入式工程中的应用
NB-IoT模块一般将协议封装到芯片或模块中,MCU以串口的方式使用AT指令对NBIoT模块设置和发送、接收数据。NB-IoT模块根据串口接收到的AT指令,完成信息的无线收发。
4.典型模块的使用
目前已有多款NB-IoT成熟的模块。本节以上海稳恒电子科技有限公司生产的一款WH-NB75工业级NBIOT模块为例,说明NBIOT模块的使用方法。
WH-NB75是上海稳恒电子2017年推出的M2M产品,支持移动、联通、电信NB-IoT网络接入。硬件兼容有人公司的7S3产品,可实现无缝替换。该产品软件功能完善,支持2路UDP连接,通过简单配置既可以实现串口到网络的双向数据透明传输,特别适合电池供电的使用场景。该产品同时支持CoAP协议和UDP协议,可以方便用户快速地搭建服务器平台;同时专门针对电池供电场景进行优化,使得电池供电正常使用可达数年之久。
WH-NB75模块内置SIM卡、内置天线、提供免费云服务。
(1)工作模式
WH-NB75模块有三种工作模式,如图8.12所示。
图8.12 NB-IoT模块工作模式
(2)使用方法
模块的串口通信支持串口透传,即数据透明传输,无需操作AT指令,串口发什么,网络端接收什么。
支持串口AT指令,使用3GPP标准指令集,NB模块通用兼容。通过打包AT指令发送数据,轮询AT指令查询接收数据。(www.daowen.com)
下面介绍使用透传云组态编辑功能在透传云显示数据的方法。
①模块设置
主要分为3步。
a.设置模块工作模式为NET模式:需要先进入配置模式,设置NET模式后,AT+S保存参数,模块重启。
b.设置透传云服务器地址。
c.使用指令发送数据。
②透传云设置
透传云设置主要包括三个部分。
a.添加数据点。
b.添加设备。
c.组态编辑。
③运行组态
上述设置在厂家模块资料中有详细介绍,可在http://www.usr.cn/Product/193.html下载。
(3)WH-NB75模块与STM32单片机的硬件连接
WH-NB75模块与STM32单片机的硬件连接比较简单,如图8.13所示。
图8.13 WH-NB75模块与STM 32单片机的硬件连接
(4)STM32单片机与WH-NB75模块的通信软件编程
将模块设置成透传方式后,串口发什么,网络端接收什么,实际上就是STM32单片机串口编程,详见4.4章节。
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