NB-IoT技术原理与应用开发 -课件 第6章 NB-IoT应用开发概述

第6章NB-IoT应用开发概述第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.1获取开发资源一、通用模组二、中间件三、云平台一、通用模组2017年12月，包含中国信息通信研究院、各大运营商以及国内外芯片、模组、智能硬件和垂直行业等领域的二十余家合作伙伴在内的中国通信标准化协会（CCSA）制定完成了移动物联网通用模组技术要求行业标准。

国内主要采用四种尺寸的通用模组：小尺寸（16mm×18mm、16mm×20mm）、中尺寸（20mm×24mm）和大尺寸（24mm×26mm）。NB-IoT单模模组NB-IoT/GSM双模模组NB-IoT/eMTC/GPRS三模模组

主流模组厂商包括中国的中移物联网有限公司、联发科、华为海思、移远等，美国的高通，挪威的Nordic，法国的思宽等。BC35G尺寸为23.6mm×19.9mm×2.2mm谢谢观看！第6章NB-IoT应用开发概述天津职业大学电子信息工程学院崔雁松第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.1获取开发资源一、通用模组二、中间件三、云平台二、中间件

是一种计算机软件，它有两种模式：一是介于操作系统与应用软件之间；另一种是介于硬件和应用软件之间，发挥支撑和信息传递的作用。

由于物联网终端形态各异、传感器种类繁多、系统软硬件环境千差万别，物联网的应用开发难度很大。利用终端上的中间件来屏蔽底层软硬件差异，可以大大降低物联网应用开发的复杂度。

同时，中间件也可以提供基础通信功能（因此也被称为基础通信套件或通信套件），对数据包进行封装，并调用底层接口实现网络连接。

当物联网终端（芯片/模组）集成了这样的中间件后，对于这些芯片/模组的应用开发只需要通过中间件提供的接口进行简单操作（如AT命令）即可。二、中间件网络连接底层系统底层应用层——由设备厂商定制开发；网络连接底层——由芯片、模组厂商提供；系统底层（可能还包括操作系统）——由设备厂商提供。中间件（即基础通信套件）向上为应用层提供API接口，向下为底层提供相应的标准抽象接口。谢谢观看！第6章NB-IoT应用开发概述天津职业大学电子信息工程学院崔雁松第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.1获取开发资源一、通用模组二、中间件三、云平台三、云平台

物联网云平台是具有物联网设备接入、共享管理、在线开发等功能以实现设备智能化的应用使能开发平台，一方面它能适配设备入网所需的网络环境和协议类型，另一方面它能提供丰富的API和应用模板，支持各行业应用和智能硬件的开发，以满足物联网领域设备连接、协议适配、数据存储、数据安全、大数据分析等平台级服务需求。

如果是专为某个企业进行的NB-IoT物联网的应用开发，在资金和物力条件允许的前提下，可以考虑搭建私有云；如果仅是一般的应用开发或者资金条件有限，建议采用购买公有云服务。

国内提供公有云服务的著名公司有：阿里巴巴、腾讯、华为、金山、微软、IBM以及电信业三大运营商中国联通、中国电信和中国移动。这些公有云在国际上也有一定的影响力。提供公有云服务的其他著名国际公司有：亚马逊、谷歌、Rackspace、富士通等。谢谢观看！第6章NB-IoT应用开发概述天津职业大学电子信息工程学院崔雁松第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.2基本应用开发应用开发的前提——NB-IoT模组入网平台应用开发的第一步是要实现终端设备的注册，因为所有设备必须先在平台进行注册，才允许连接到平台。

设备注册的方法有两种：

通过注册设备，平台会为每个设备分配一个唯一的设备标识deviceId和PSK（Pre-SharedKey，预共享密钥）。后续利用APP操作这个设备时都通过deviceId来指定设备。如果北向API接口注册中携带了PSK参数，那平台就使用北向接口中的PSK，不再自动分配。

第二步是实现设备与平台的对接，即实现终端设备在平台上创建、连接和数据交互。1、通过北向API接口进行注册：

需要开发者熟知AT命令以及编程语言。2、通过平台的操作界面进行注册：

通过平台上的人机交互页面（GUI）操作相对简单。6.2基本应用开发步骤1——开户获取IoT平台登录相关的信息，如用户名、密码、IP地址等。步骤2——创建应用通过创建应用，开发者可以根据自身应用的特征，选择不同的平台服务套件，降低应用开发难度。如果IoT平台还未创建任何应用，开发者登录平台时，首先需要创建应用。（注意：创建应用的时候能力必须要选择规则引擎，否则后面数据上报会出问题。）√6.2基本应用开发步骤3——开发Profile文件Profile文件用来描述一款设备的能力特性，IoT平台通过解析Profile文件，获取该款设备支持的服务、属性、命令等信息。步骤4——开发编解码插件在NB-IoT设备接入场景下，IoT平台需要通过编解码插件，对NB-IoT设备上报的数据和下发给NB-IoT设备的命令进行格式转换。步骤5——应用接入平台应用服务器需要调用IoT平台的鉴权接口，完成应用服务器和IoT平台的对接。步骤6——订阅应用服务器通过调用IoT平台订阅接口，告知IoT平台将消息推送到哪里，以及希望推送的消息类型，比如设备业务数据、设备告警等。在订阅场景下，IoT平台是客户端，应用服务器是服务端，IoT平台调用应用服务器的接口，并向应用服务器推送消息。步骤7——注册设备应用服务器调用IoT平台的注册接口，在IoT平台添加设备。只有注册设备后，对应的设备才可以接入IoT平台。√√√6.2基本应用开发步骤8——修改设备信息应用服务器需要调用IoT平台的修改设备信息接口，根据Profile文件对已注册的设备信息进行修改，以实现注册设备和Profile文件的关联。步骤9——设备接入平台获取IoT的登录相关信息，将设备接入平台。步骤10——设备数据上报设备在收到平台下发命令或者资源订阅后，会上报命令响应或资源订阅消息，由IoT平台将设备上报的消息推送到应用服务器或订阅的地址。如果上报数据的设备是NB-IoT设备，IoT平台在将消息推送到应用服务器或订阅的地址之前，会先调用编解码插件对消息进行解析。步骤11——命令下发应用服务器需要调用IoT平台的命令下发接口，对设备下发控制指令。如果接收命令的设备是NB-IoT设备，IoT平台收到应用服务器下发的命令后，会先调用编解码插件进行转换，再发送给设备。√√√√6.2基本应用开发产品开发：开发者在进行设备接入前，基于控制台进行相应的开发工作，包括创建产品、创建设备、在线开发产品模型、在线开发插件、在线调试、自助测试和发布产品。这种模式下，物联网平台主要提供界面查询与操作。应用侧开发：通过API的形式对外开放物联网平台丰富的设备管理能力，应用开发人员基于API接口开发所需的行业应用，如智慧城市、智慧园区、智慧工业、车联网等行业应用，满足不同行业的需求。这种模式下，物联网平台主要为业务应用与物联网平台的集成对接开发提供服务。设备侧开发：设备侧可以通过集成SDK、模组或者原生协议接入物联网平台。这种模式下，物联网平台主要为设备与物联网平台的集成对接开发提供服务。6.2基本应用开发华为云：/authui/login.html?service=https%3A%2F%2F%2Findex%2Flogin%3FforwardUrl%3Dhttps%253A%252F%252F%252Fforum%252Fplugin.php%253Fid%253Dhwylogin%253Alogin%2526refrash%253DaHR0cHM6Ly9iYnMuaHVhd2VpY2xvdWQuY29tL2ZvcnVtL2hvbWUucGhwP21vZD1zcGFjZSZkbz10aHJlYWQ%25253D#/login6.2基本应用开发OC开发中心：谢谢观看！第6章NB-IoT应用开发概述天津职业大学电子信息工程学院崔雁松第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.3华为NB-IoT全栈式实验箱实验箱主板一、MCU二、BC35G三、按键电路四、串行接口6.3华为NB-IoT全栈式实验箱NB-IoT主板

√外部扩展模块：智慧交通电路板、智慧家居电路板、智慧工业电路板等各种线缆：杜邦线、烧写器排线、USB转mini线等√工具：螺丝刀、ST-Link烧写器等实验箱：主板结构组成：6.3华为NB-IoT全栈式实验箱主板物理构成：谢谢观看！第6章NB-IoT应用开发概述天津职业大学电子信息工程学院崔雁松第6章NB-IoT应用开发概述终端侧开发√应用侧开发产品开发√6.1获取开发资源6.2基本应用开发6.3华为NB-IoT全栈式实验箱6.3华为NB-IoT全栈式实验箱实验箱主板一、MCU二、BC35G三、按键电路四、串行接口一、MCUMCU供电方式：①DC-5V适配器供电；②电池升压供电（MS920SE可充电纽扣电池）；③USB-5V供电。MCU型号为STM32L431VCT6，采用LQFP100（14×14），最高时钟48MHz，存储能力为：256KFlash+64KBSRAM，主要性能如下：1×12位ADC5Msps，高达16位，200uA/Msps2×12位DAC，低功耗采样和保持1×SAI（串行音频接口）3×I2CFM+（1Mbit/s），SMBus/PMBus4×USART（ISO7816，LIN，IrDA，调制解调器）3×SPI（一个QuadSPI）CAN（2.0B有源）和SDMMC接口单线协议主接口模块I/F红外定时器接口14路DMA控制器二、BC35G上海移远（Quectel）高性能低功耗多频段（B1/B3/B8/B5/B20/B28）接口：1个USIM接口2个UART串口1个ADC接口1个RESET接口1个天线接口支持的AT命令：3GPPTS27.007通用AT命令华为IoT平台（OceanConnect）命令数据传输方式：单音（SingleTone）：下行：25.2kbps上行：15.625kbps多音（MultiTone）：下行：25.2kbps上行：54kbps电气特性：最大输出功率：23dBm±2dB灵敏度：-129dBm±1dB二、BC35G匹配电阻50Ω的天线为串行接口，TTL电平，使用UEMonitor软件工具可以查看NB-IoT联网过程中的Log日志。三、按键电路硬件消抖：常用方法为增加RC滤波电路，可以使波形趋于平稳化；

软件消抖：常用方法为在检测到电平变化后延时10ms（抖动区），再读取按键的稳定值。GPIO口四、串行接口主板的通信接口采用的都是串行接口。四、串行接口USB转TTL电路USB/TTL转换作用MiniUSB接口四、串行接口2个串口：模式1：MCU通