物联网实战--驱动篇之(九)NB-IOT(BC260)

一、NB-IOT简介

二、NB-IOT要素

三、代码详解

四、平台端

一、NB-IOT简介

实际上，就是NB-Iot彻底引爆了物联网的，大概2018年左右，NB推广如火如荼，同时广域网、低功耗的LPWAN网络也逐渐传开，现在回头来看，还是有些过火了，实际上还是得结合市场的。目前NB的主要市场还是在市政领域，水表、气表、停车场地磁等等，基本上是政企推动的；技术上，NB和LoRa有交集，但是更多的互补关系。NB在推广上主要的是电信，移动也算还好，联通就比较少看到了，因为NB基站需要重新部署，涉及到投入产出的问题，就目前来看，电信应该县级城市都有覆盖了。

在使用上，我之前主要还是使用电信的，电信刚开始只有电信IOT平台，开账号得企业，比较麻烦，说实话也不好用，后面电信又出了个AEP平台，这个整体体验还不错，所以我们这里也以AEP为主，驱动程序也主要还是框架，像移动的onenet和阿里平台还没具体实现，有时间再慢慢完善。AEP网址在这儿，自己去注册https://sso.ctwing.cn/login?service=https%3A%2F%2Fwww.ctwing.cn%2Flogin%2Fcas#/

二、NB-IOT要素

NB要素主要有以下几个：

IMEI--模块识别码，平台一般当作身份信息；

ICCID--20位的卡号，装NB卡了才有；

NB卡--这个需要联系客户经理给你开卡，跟我们平时的4G卡外形一样，但有本质区别，不能通用，其中电信NB卡一般是按次收费，一般2万次/年，算下来差不多半小时发送一次，够用了，移动一般是一年360M，具体套餐由费用决定，要跟客户经理商谈；

模块费用：我们这里的模块型号是移远的BC260Y，支持电信跟移动，模组+外设元器件估计也是要20+的，我这里购买成品模块，36块，NB卡10块，购买可以参考这里https://item.taobao.com/item.htm?_u=kpfmfmg80d4&id=675137321790&skuId=5031188443830&spm=a1z09.2.0.0.67002e8d7mF2cG

低功耗：这里暂时没有涉及低功耗，因为这个最好用具体项目讲解比较好理解，NB的低功耗比较特别，不仅跟模块配置有关，还跟NB卡有关，不同的APN对应不同的低功耗水平，简单讲就是唤醒后多久进入睡眠是卡决定的，不过这里不同厂家可能不一样，仅做参考。

三、代码详解

整个流程跟4G类似，差别在于，NB一般对接中间平台，如电信AEP、移动onenet，在平台上编辑插件对设备消息进行解析，解析完后推送给你自己的平台，整个流程也没有很轻松，刚开始电信的NB只能对接电信IOT平台，刚开始bug又很多，使用起来确实不太畅快。

硬件连接上，使用串口2，波特率是9600，我采购的模块电源是3.3V的，STM32的PA2接模块RX，PA3接模块TX。

这里的流程需要根据不同的平台分开定义，我们先看AEP的，在网络注册流程中，只要卡没问题，模块会自己注册，我们只要不断查询注册状态即可，注册成功一般会返回

+CEREG: 0,1

主要是后面的1这个状态值，有时候是5，是这两个值就可以认为注册成功了。

网络没问题之后，就要根据不同平台走连接流程了，AEP相对比较简单，如下图所示，IP和端口都是固定的，这里用的是LWM2M协议，COAP的端口是5682，连接成功后就可以进行数据收发了。


/*		
================================================================================
描述 : 注册流程
输入 : 
输出 : 
================================================================================
*/
void drv_bc260_reg_process(void)
{static u32 last_sec_time=0, wait_time=2;u32 now_sec_time=drv_get_sec_counter();if(now_sec_time-last_sec_time>wait_time){switch(g_sBc260Work.state){case BC260_STATE_START:{drv_bc260_send_at("QRST=1");//复位模块  g_sBc260Work.state=BC260_STAT_INIT;wait_time=5;break;}case BC260_STAT_INIT:{drv_bc260_send_at("CSQ");delay_os(200);drv_bc260_send_at("QSCLK=0");//禁用休眠模式delay_os(200);drv_bc260_send_at("CSCON=1");//使能信令连接状态上报g_sBc260Work.state=BC260_STAT_CEREG;wait_time=2;break;}    case BC260_STAT_CEREG://网络注册状态{ drv_bc260_send_at("CEREG?");//查询wait_time=2;break;}       case BC260_STAT_AEP_INIT:{ drv_bc260_send_at("NNMI=1");//将数据接收模式设置为直吐模式delay_os(200);drv_bc260_send_at("NCFG=0,86400");//配置生命周期时间,秒g_sBc260Work.state=BC260_STAT_AEP_CONNECT;wait_time=2;break;}case BC260_STAT_AEP_CONNECT://连接到服务器{ drv_bc260_send_at("NCDPOPEN=\"221.229.214.202\",5683");wait_time=3;break;}     case BC260_STAT_OK:{ if(g_sBc260Work.imei_buff[0]==0){drv_bc260_send_at("CGSN=1");delay_os(200);}else if(g_sBc260Work.iccid_buff[0]==0){drv_bc260_send_at("QCCID");delay_os(200);          }else{drv_bc260_send_at("CSQ");}wait_time=5;break;}       }last_sec_time=drv_get_sec_counter();}}

数据解析也是匹配关键字，具体如下：


/*		
================================================================================
描述 : 十六进制字符串转字节数组
输入 : 
输出 : 
================================================================================
*/
void hex_str_to_array(char *hex_str, char *out_array, u16 array_len)
{for(u16 i=0; i<array_len; i++){sscanf(hex_str+i*2, "%02hhX", &out_array[i]);}
}/*		
================================================================================
描述 : 接收处理
输入 : 
输出 : 
================================================================================
*/
void drv_bc260_recv_process(void)
{u16 recv_len;char *pData=NULL;if(g_sBc260Work.pUART->iRecv>0){recv_len=0;while(recv_len<g_sBc260Work.pUART->iRecv){recv_len=g_sBc260Work.pUART->iRecv;delay_ms(5);}char *pBuff=(char*)g_sBc260Work.pUART->pBuff;printf("bc260 recv=%s\n", g_sBc260Work.pUART->pBuff);if( (pData=strstr(pBuff, "+NNMI: "))!=NULL )//AEP接收到数据{pData+=strlen("+NNMI: ");u16 data_len=atoi(pData);if( (pData=strstr(pData, ","))!=NULL && data_len<100){pData+=1;char data_buff[100]={0};hex_str_to_array(pData, data_buff, data_len);printf_hex("data=", (u8*)data_buff, data_len);if(g_sBc260Work.fun_recv_parse!=NULL){g_sBc260Work.fun_recv_parse((u8*)data_buff, data_len);}}}else if((pData=strstr(pBuff, "+QLWEVTIND: "))!=NULL ){pData+=strlen("+QLWEVTIND: ");u8 type=atoi(pData);if(type==3)//AEP服务器订阅成功{g_sBc260Work.state=BC260_STAT_OK;}}else if((pData=strstr(pBuff, "+CEREG: "))!=NULL ){pData+=strlen("+CEREG: ");pData+=2;u8 state=atoi(pData);if(state==1 || state==5)//网络已注册{switch(g_sBc260Work.server_type){case BC260_SERVER_ONENET://移动OneNet{break;}case BC260_SERVER_CHINANET_IOT://电信IOT{break;}case BC260_SERVER_CHINANET_AEP://电信AEP{g_sBc260Work.state=BC260_STAT_AEP_INIT;//进入AEP的初始化break;}case BC260_SERVER_ALI://阿里平台{break;}          }}}    else if((pData=strstr(pBuff, "+CSQ: "))!=NULL ){pData+=strlen("+CSQ: ");g_sBc260Work.rssi=atoi(pData);printf("***rssi=%d\n", g_sBc260Work.rssi);}    else if((pData=strstr(pBuff, "+CGSN: "))!=NULL ){pData+=strlen("+CGSN: ");memcpy(g_sBc260Work.imei_buff, pData, 15);printf("***imei=%s\n", g_sBc260Work.imei_buff);}      else if((pData=strstr(pBuff, "+QCCID: "))!=NULL ){pData+=strlen("+QCCID: ");memcpy(g_sBc260Work.iccid_buff, pData, 20);printf("***iccid=%s\n", g_sBc260Work.imei_buff);}  UART_Clear(g_sBc260Work.pUART);}}

这里比较特殊的是，跟ESP8266和AIR780相比，NB返回的数据是十六进制的字符串，需要转换，以上的hex_str_to_array()函数可以看下，对于发送也是如此，要把字节数组转成字符串，具体如下：


/*		
================================================================================
描述 :
输入 : 
输出 : 
================================================================================
*/
void drv_bc260_send_data(u8 *buff, u16 len)
{if(g_sBc260Work.state!=BC260_STAT_OK)return;static char send_buff[200]={0};if(len*2+10<sizeof(send_buff)){memset(send_buff, 0, sizeof(send_buff));sprintf(send_buff, "AT+NMGS=%d,", len);for(u16 i=0; i<len; i++){char temp_buff[5]={0};sprintf(temp_buff, "%02X", buff[i]);strcat(send_buff, temp_buff);}strcat(send_buff, "\r\n");
//    printf("send data=%s\n", send_buff);drv_bc260_uart_send(send_buff);	}  
}

应用数据接收后依然采用回调函数的方式进行处理，自己应用层去定义和注册，跟之前的WIFI和4G都差不多。

软件方面基本上就这些了，对于AEP平台没有很复杂，后面有时间再继续完善Onenet等其它平台的流程。应用层其实就是初始化+主程序循环了。