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物聯網“通信模組”使用方法!單片機硬體開發基礎,實戰經驗總結

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單片機作為系統的大腦, 控制這整個系統的運轉, 執行著一套完整的時序邏輯, 實現產品的功能。

利用單片機系統, 搭建一個智慧硬體或者物聯網終端, 主要是一個單片機加上一些週邊器件或者模組。

(例如摩拜單車、智慧鎖、遠端抄表等, 都是用一個低功耗單片機, 外掛GPS、2G模組、藍牙模組等)

今天聊一聊單片機如何外掛模組。

一.什麼是模組?

如果不用模組, 自己做COB(Chip on Board)也是可以的。 雖然單機成本要低一些, 但是開發週期長, 生產測試更複雜。

二.2G模組

2G模組在物聯網領域的應用非常常見, 其廠商也非常多, 比如:華為、ZTE、SIMcom、Quectel等等。

模組的選擇, 主要看功能、性能、封裝引腳, 如果功能介面不滿足於專案需求, 就會有功能實現不了, 所以在選擇模組之前一定把功能瞭解詳細。

2G模組的使用都很類似, 大多數都是通過串口與MCU之間連接, 採用AT指令進行控制。 AT指令也是比較通用的交互方法, 各廠商之前區別也不大, 比如查詢當前信號強度, 執行如下操作:

MCU發送到主機:”AT+CSQ”

主機返回信號強度資訊:+CSQ: 31,99

當然, 模組也有支援二次開發的類型, 即模組內部自帶MCU, 可以在裡面程式設計, 直接調用API介面來實現功能。 這種做法比直接在2G手機平臺上開發, 要容易點, 但比在單片機上開發, 要複雜點。

直接使用2G模組裡的MCU, 可以省去外部MCU的費用, 但是無法做到微安級的超低功耗。

三. 藍牙模組

藍牙又分為經典藍牙和BLE(低功耗藍牙),

經典藍牙可傳輸音訊信號, 常用于藍牙耳機、手機、平板。 BLE則應用於短距離傳輸控制, 比如手環、鍵盤、遙控器、自拍杆、防丟器等等。

如果你想做一個遙控車, 很簡單, 找一個51單片機, 外掛上按鍵、BLE模組, 把資料通過BLE傳送到小車上, 小車接收到遙控器發送的指令過後, 執行電機的正反轉, 完畢。

如果做一個產品, BLE模組並不推薦使用, 因為BLE很多都是單晶片, 最多外掛一個flash就能完成的功能, 參考程式廠商也會提供, 完全可以自己開發, 並且, 目前BLE模組沒有太大的廠商, 供貨問題也得考慮。

四.NB-IoT模組

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)基於蜂窩的窄帶物聯網, 作為新一代的物聯網通信方式, 其主要突出特點是覆蓋廣且深、連接強、功耗低、成本低。 在智慧停車、智慧抄表、環境監測、農業和畜業等場景中應用比較多。 目前國內推出的NB-IoT模組的廠商並不多, 如果你自己去開發NB-IoT功能, 難度不是一點的大, 也不適合在產品中開發自己的NB-IoT, 所以, 使用NB-IoT的場景中幾乎都應用的是模組。

NB-IoT模組的使用方法和2G模組很類似, 都是應用串口AT指令控制。 通信流程上根據運營商的不同會有一定的區別, 比如目前電信品台是拒絕NB-IoT通過UDP之類的通信協議與伺服器之間通信,所有的資料必須傳送到電信平臺上,伺服器從電信平臺獲取資料。

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前期精彩內容回顧:

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比如目前電信品台是拒絕NB-IoT通過UDP之類的通信協議與伺服器之間通信,所有的資料必須傳送到電信平臺上,伺服器從電信平臺獲取資料。

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