方案说明
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(1)现在实现一个华为云smart智联PLC_NB-IoT_BLE无线网关。
技术点:
PLC模组、NB-IoT模组、蓝牙调测、上电即上华为云
整体方案介绍:
(1)PLC无线网关:由PLC模组CCO头端(欧智通3121N-H型号)、NB-IoT模组(移远BC95-CNV型号,内置NB和蓝牙)构成。PLC和NB-IoT通过串口相连。PLC头端CCO通过电力线,接收到PLC尾端STA发的数据,经过Uart给NB-IoT,NB-IoT模组解析数据,使用LwM2M协议发到华为云,实现上电即上云。华为云的控制命令,按相反路径,发给STA尾端。
(2)智能设备(例如插座):嵌入PLC模组STA尾端(欧智通3121N-IED型号)。有MCU+PLC、openCPU这2种开发模式。本次采用MCU+PLC开发,使用PC串口调试助手模拟MCU的数据收发。
【答开发者】头端和尾端,可以选用相同的PLC型号。一套代码,可以同时生成CCO头端和STA尾端固件。
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疑问
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到底什么是PLC?什么是NB-IoT?
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什么是PLC
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近期全屋智能的话题很火,也让很多企业和开发者的目光投向了PLC领域。
PLC即电力载波通讯,是Power Line Communication的简称。PLC利用家庭火线和零线,就能实现用电设备(插座、灯、冰箱等)的互联互通。PLC优势巨大:超便携,有电即能用,便携施工,简化运维;超智能,自动的无感知自组网;超长传输距离;超安全,简单经济的强电隔离;超低成本。
贴几个图,大家感受下。
【答开发者】CCO是PLC头端模组。STA是PLC尾端模组。
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什么是NB-IoT
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一、All-in-one技术大礼包,第三代5G NB-IoT模组来了
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)是一种基于蜂窝的窄带物联网技术,也是低功耗广域物联(LPWA)的最佳联接技术,是5G 时代下的基础联接技术之一。2020年NB-IoT全球连接数超1亿。根据预测,NB-IoT将在未来五年实现10亿级连接,推动物联网设备实现爆发性成长。
2021年2月20日,移远通信正式推出其第三代5G NB-IoT系列模组BC95-CNV和BC28-CNV。这两款模组基于海思Boudica 200平台,在大幅提升集成度、性价比、安全性和降低功耗的同时,新增了蓝牙、OpenCPU、GNSS定位等能力,为智能表计、烟感、智能停车、智慧路灯等百万级成熟NB-IoT应用提供了更优选择,也使更多创新的物联网应用成为可能。
All-in-one技术优势:
高集成度架构
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Boudica 200在一颗SOC芯片上创新集成了上MODEM、MCU、PA、电源管理器件、Memory子系统等,极大减少了模组面积,典型频段配置的模组面积可以减少到10mm*10mm
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5G加持
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支持3GPP R14、R15以及R16标准的持续演进,功耗更低
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超大连接
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单小区最大的接入数量50K,能够支持更多数量设备接入
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超强覆盖
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覆盖等级比GPRS提升20dB,具备更强的信号穿透力
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超低功耗
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典型应用功耗降低50%,支持PSM/eDRX/长周期TAU,水表场景下寿命高达10年
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超低成本
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芯片设计简化,外围电路精简,极大程度降低成本
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安全加固
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采用独立安全CPU和硬件安全机制,可支持安全启动、加载、执行、FOTA升级等功能
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蓝牙BLE5.0
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支持BLE5.0,长短距结合,方便表计和烟感等设备近场配置和维护
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GNSS定位
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包括GPS和北斗,支持物流跟踪、资产管理、老人及小孩定位等场景需求
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轻量级iSIM
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集成轻量级SIM功能,可免去SIM卡槽,也进一步降低了终端的设计成本和体积
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OpenCPU开发
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增强OpenCPU开发能力,用户空间达256KB+64KB,且提供丰富的API接口及范例,开发更加友好
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网络协议
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支持包括MQTT、LwM2M等更多网络协议,方便用户应用
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低工作电压
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支持低压供电,最低工作电压2.1V(推荐2.1V ~ 4.2V)
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封装设计
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管脚兼容,集成度更高,性能更优,产品无缝升级
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用一张图来感受下:
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PLC
模组
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(1)PLC模组(欧智通3121N-H_3121N-IED)和华为云的操作,请参考:
【上电即上华为云】华为云smart智联PLC无线网关_plc_3121N-H(3121N-IED)
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/245850
注意:只需要参考PLC部分即可,掌握怎么编译openCPU和烧录PLC固件。
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NB-IoT模组
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(2)NB-IoT模组(移远BC95-CNV_BC28_CNV)和华为云的操作,请参考:
【上电即上华为云】华为云all-in-one智联模组_NB-IoT_BC95-CNV(BC28-CNV)_LwM2M_at
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/249241
【上电即上华为云】华为云all-in-one智联模组_NB-IoT_BC95-CNV(BC28-CNV)_MQTT_at
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/249333
【上电即上华为云】华为云all-in-one智联模组_NB-IoT_BLE_BC95-CNV_BC28-CNV_openCPU
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/253691
【上电即上华为云】华为云all-in-one智联模组_NB-IoT_BLE_BC95-CNV_BC28-CNV_蓝牙APP
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/253694
注意:只需要参考NB-IoT部分即可,掌握怎么编译openCPU和烧录NB固件。
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硬件接线
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(1)按照下图的管脚编号,进行硬件接线。
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调测运行
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(1)打开PLC模组CCO的LOG串口。打开PLC模组STA尾端的业务串口,不是LOG串口,业务串口用于外接MCU,模拟真实设备(例如插座)的数据收发和命令控制。
注意:串口调试助手的校验,选择Even。
(2)当STA业务串口出现nb ok,表示NB-IoT模组准备好,已经连接上华为云平台。
(3)现在设计一个简单的通讯协议。
【1】尾端STA通过PLC网络,发送xxx字符串。
【2】头端CCO接收xxx字符串,组合打包成CCO01:{STA01:xxx}字符串,通过串口发给WIFI模组。
【3】WIFI模组收到CCO01:{STA01:xxx}字符串,解析出xxx,通过无线发给华为云。
(4)实际运行如下。
【1】在PLC尾端STA的业务串口,输入temp=33,hum=66,lum=99;字符串(不要选择Send with enter),点击Send Command。
【2】经过PLC网络,头端CCO接收到数据后,进行汇总打包CCO01:{STA01:temp=33,hum=66,lum=99;}字符串。发给NB-IoT模组。
【3】NB-IoT模组收到CCO01:{STA01:temp=33,hum=66,lum=99;}字符串,解析出CCO=1, STA=1, temp=33,hum=66,lum=99,通过LwM2M协议发给华为云。
【4】NB-IoT模组发送完成后,给PLC尾端STA发送data send消息。
(5)登录华为云,显示已经收到最新上报数据,温度33,湿度66,光照强度99。
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接收华为云命令下发
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(1)进入产品区,点查看。选择“在线调试”。
(2)点调试按钮。选择命令Agriculture_Control_Light照明控制,选择ON参数,点缓存发送。
注意:由于NB-IoT有PSM(Powser Saving Mode)芯片级低功耗省电模式,如果进入PSM模式,华为云的命令不能触达NB-IoT模组。此处选择缓存发送,华为云会在NB-IoT模组上报数据时,进行命令下发。
(3)有3种方法发数据:一是使用PLC尾端STA直接给华为云发数据。二是我会示范怎么使用手机APP近端发送数据,通过NB通道快速发到华为云;三是目前我在代码里设置的是间隔8分钟上传华为云一次数据,所以需要等一会。缓存命令下发时,可以看到串口助手已经解析,打开灯光Light。
(4)点调试按钮。选择命令Agriculture_Control_Motor电机控制,选择OFF参数,点缓存发送。
注意:由于NB-IoT有PSM(Powser Saving Mode)芯片级低功耗省电模式,如果进入PSM模式,华为云的命令不能触达NB-IoT模组。此处选择缓存发送,华为云会在NB-IoT模组上报数据时,进行命令下发。
(5)有3种方法发数据:一是使用PLC尾端STA直接给华为云发数据。二是我会示范怎么使用手机APP近端发送数据,通过NB通道快速发到华为云;三是目前我在代码里设置的是间隔8分钟上传华为云一次数据,所以需要等一会。缓存命令下发时,可以看到串口助手已经解析,关闭电机Motor。
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使用手机APP调测
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(1)手机APP怎么连接NB模组,请参考文章。
【上电即上华为云】华为云all-in-one智联模组_NB-IoT_BLE_BC95-CNV_BC28-CNV_蓝牙APP
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/253694
(2)手机APP创建L2cap通道后,发送4D-58-00-6F。0x4D是77,0x58是88,0x006F是111。
(3)登录华为云,可以看到手机APP给PLC无线网关发的消息,已经上传到华为云了。
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完成
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ok。
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源码获取
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weixin关注公众号beigugong,或者扫描下方二维码。
回复plc_3121N-IED_BC95-CNV,获取源码下载链接。
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