STM32F103學(xué)習(xí)筆記(9)——NB-IoT模塊BC26使用

一、簡介

BC26 是一款高性能、低功耗、多頻段 LTE Cat NB1/Cat NB2*無線通信模塊。其尺寸僅為 17.7 mm × 15.8 mm × 2.0 mm,能最大限度地滿足終端設(shè)備對小尺寸模塊產(chǎn)品的需求,同時有效幫助客戶減小產(chǎn)品尺寸并優(yōu)化產(chǎn)品成本.BC26 在封裝設(shè)計上兼容移遠通信 GSM/GPRS 系列 M26 模塊以及 NB-IoT 系列 BC28/BC25/BC260Y-CN 模塊,方便客戶快速、靈活的進行產(chǎn)品設(shè)計和升級。BC26 提供豐富的外部接口和協(xié)議棧,同時可支持中國移動 OneNET/Andlink、中國電信 IoT/ AEP以及阿里云IoT等物聯(lián)網(wǎng)云平臺,為客戶的應(yīng)用提供極大的便利。

BC26 采用更易于焊接的 LCC 封裝,可通過標(biāo)準(zhǔn) SMT 設(shè)備實現(xiàn)模塊的快速生產(chǎn),為客戶提供可靠的連接方式,并滿足復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用需求。

憑借緊湊的尺寸、超低功耗和超寬工作溫度范圍,BC26 成為 IoT 應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇,常被用于煙感、無線抄表、共享單車、智能停車、智慧城市、安防、資產(chǎn)追蹤、智能家電、可穿戴設(shè)備、農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測以及其它諸多行業(yè),以提供完善的短信和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

BC26資料:鏈接:https://pan.baidu.com/s/1n8rcRCna8wnMPFwikY3l0g?pwd=vgcm 提取碼:vgcm

二、AT指令

發(fā)送數(shù)據(jù)時務(wù)必勾選:“加回車換行符”。否則模塊不會響應(yīng)。在本文中,僅顯示響應(yīng),省略回車換行符。

2.1 AT

測試AT指令功能是否正常,等待模塊返回 OK。

AT

OK

2.2 AT+CIMI

該命令用于查詢(U)SIM 卡的國際移動用戶識別碼(IMSI,無雙引號的字符串)。IMSI 允許 TE 識別連
接到 MT 的 USIM。

AT+CIMI

460001357924680

OK

2.3 AT+CGATT=1

設(shè)置命令用于將 MT 附著于 PS 域。命令完成后,MT 保持在 V.250 命令狀態(tài)。如果 MT 已經(jīng)處于請求狀態(tài),則忽略該命令,并且仍將響應(yīng) OK。如果 MT 無法實現(xiàn)請求狀態(tài),將響應(yīng) ERROR 或+CME ERROR。

AT+CGATT=1

OK

2.4 AT+CGATT?

查詢命令返回當(dāng)前 PS 域服務(wù)狀態(tài)。

AT+CGATT=?

+CGATT: <state>
如:+CGATT: 1

OK

<state> 整型。PDP 上下文激活狀態(tài)。

  • 0 去附著
  • 1 附著

2.5 AT+CEREG?

AT+CEREG?

+CEREG: <n>,<stat>
如:+CEREG: 0,1
如:+CEREG: 1,1

OK

<n> 整型。禁止或允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)等信息。

  • 0 禁止上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài) URC
  • 1 允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài) URC +CEREG: <stat>
  • 2 允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)和位置信息 URC +CEREG: <stat>[,[<tac>],[<ci>],[<AcT>]]
  • 3 允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)、位置信息和 EMM 原因值 URC +CEREG: <stat>[,[<tac>],[<ci>],[<AcT>][,<cause_type>,<reject_cause>]]
  • 4 對于請求 PSM 的 UE,允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)和位置信息 URC +CEREG: <stat>[,[<tac>],[<ci>],[<AcT>][,,[,[<Active-Time>],[<Periodic-TAU>]]]]
  • 5 對于請求 PSM 的 UE,允許上報網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)、位置信息和 EMM 原因值 URC +CEREG: <stat>[,[<tac>],[<ci>],[<AcT>][,[<cause_type>],[<reject_cause>][,[<Active-Time>, [<Periodic-TAU>]]]]

<stat> 整型。EPS 注冊狀態(tài)。

  • 0 未注冊,MT 當(dāng)前未搜索網(wǎng)絡(luò)
  • 1 已注冊,歸屬網(wǎng)絡(luò)
  • 2 未注冊,但 MT 當(dāng)前正在嘗試附著或搜索網(wǎng)絡(luò)以進行注冊
  • 3 注冊被拒絕
  • 4 未知(例如:超出 E-UTRAN 覆蓋范圍)
  • 5 已注冊,漫游狀態(tài)

2.6 AT+QIPADDR

查詢 UE 的 IP 地址

AT+QIPADDR

+QIPADDR: fe80:0:0:0:3c:ffb8:f4c9:1207

+QIPADDR: 2001:14bb:170:4c91:3c: ffh8:f4c9:1207

+QIPADDR: 178.55.211.180

+QIPADDR: 127.0.0.1

OK

2.7 AT+QIOPEN

該命令用于打開套接字服務(wù)。

  • AT+QIOPEN=?:查詢命令參數(shù)。
  • AT+QIOPEN=<contextID>,<connectID>,<service_type>,<IP_address>/<domain_name>,<remote_port>[,<local_po CONNECTrt>[,<access_mode>]] :打開 Socket 服務(wù)。
    • <contextID> :整數(shù)類型。上下文ID。范圍是1-16。
    • <connectID> :整數(shù)類型。套接字服務(wù)索引。范圍是0-11。
    • <SERVICE_TYPE>:字符串類型。套接字服務(wù)類型。
      • “ TCP ” :作為客戶端啟動TCP連接
      • “ UDP ”:作為客戶端啟動UDP連接
      • “TCP LISTENER” :啟動TCP服務(wù)器以偵聽TCP連接
      • “UDP SERVICE” :啟動UDP服務(wù)
    • <IP_address>:字符串類型。
      • 如果<service_type>是TCP或UDP ,則表示遠程服務(wù)器的IP地址,例如 “220.180.239.212”。
      • 如果<service_type>是TCP LISTENER或UDP SERVICE 地址,請輸入“127.0.0.1”。
    • <domain_name>:字符串類型。遠程服務(wù)器的域名地址。
    • <remote_port> :遠程服務(wù)器的端口,僅在<service_type>為“TCP”或“UDP”時有效。范圍是0-65535。
    • <LOCAL_PORT> :本地端口。范圍是0-65535。
      • 如果<service_type>是“TCP LISTENER”或“UDP SERVICE”,則此參數(shù)必須指定。
      • 如果<service_type>是“TCP”或“UDP”。如果<local_port>為0,那么本地端口將是自動分配。否則,將按指定分配本地端口。
    • <access_mode> :整數(shù)類型。套接字服務(wù)的數(shù)據(jù)訪問模式。
      • 0: 緩沖區(qū)訪問模式
      • 1:直推模式
      • 2:透明訪問模式
    • <err>:整數(shù)類型。操作的錯誤代碼。請參閱第4章。
AT+QIOPEN=1,0,\"TCP\",\"180.97.81.180\",53540,0,1

OK

+QIOPEN: 0,0

Buffer模式,Push模式,透傳模式。通過參數(shù)<access_mode>進行配置。





2.8 AT + QISEND

如果指定套接字服務(wù)的<access_mode>是緩沖區(qū)訪問模式或直接推送模式,則數(shù)據(jù)可以是通過AT + QISEND發(fā)送。如果數(shù)據(jù)成功發(fā)送到模塊,將返回“ SEND OK ” 。否則它將返回“ SEND FAIL ” 或“ ERROR ” 。“ SEND FAIL ” 表示發(fā)送緩沖區(qū)已滿客戶可以嘗試重新發(fā)送數(shù)據(jù)。“ERROR”表示在發(fā)送過程中遇到錯誤 數(shù)據(jù)。客戶應(yīng)該延遲一段時間來發(fā)送數(shù)據(jù)。最大數(shù)據(jù)長度為1460字。“SEND OK”并不意味著數(shù)據(jù)已成功發(fā)送到服務(wù)器。客戶可以查詢數(shù)據(jù)是否通過AT + QISEND = <connectID>,0命令到達服務(wù)器。透傳模式下不需要AT指令發(fā)送數(shù)據(jù)


三、TCP應(yīng)用時序圖

四、復(fù)位模塊

通過拉低 RESET 引腳至少 50ms 可以使模塊復(fù)位。


五、移植文件

5.1 board_bc26.c

/*********************************************************************
 * INCLUDES
 */
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h" 

#include "board_bc26.h" 

static uint8_t sendCmd(char *pCmd, char *pRes, char *pRes2, uint32_t timeOut, uint8_t sendNum);
static void clearBuffer(void);
static void reset(void);

/*********************************************************************
 * GLOBAL VARIABLES
 */  
uint8_t g_usart2RecvFinish = 0;                                                 // 串口2接收標(biāo)志串口接收完成標(biāo)志
char g_bc26Buf[1024] = {0};                                                     // 接收緩存
volatile uint32_t g_bc26Cnt;                                                    // 接收計數(shù)                                 

/*********************************************************************
 * PUBLIC FUNCTIONS
 */
/**
 @brief 初始化
 @param 無
 @return 1 - 成功;0 - 失敗
*/
uint8_t BC26_Init(void)
{       
    printf("BC26_Init\r\n");
    uint8_t result = 0;
    uint8_t step = 0;
    switch(step)
    {
        case 0:
            if(sendCmd("AT\r\n", "OK", NULL, 10, 6))                            // 測試AT指令功能是否正常
            {
                step++;
            }
            else
            {
                printf("Err:AT\r\n");
                reset();
                break;
            } 
        case 1:
            if(sendCmd("AT+CIMI\r\n", "OK", NULL, 20, 1))                       // 查詢SIM卡是否正常,返回OK則表示SIM卡正常
            {
                step++;
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+CIMI\r\n");                                      // 20秒內(nèi),無法識別SIM狀態(tài),重啟模塊
                reset();
                break;
            }
        case 2:
            if(sendCmd("AT+CGATT=1\r\n", "OK", "+IP:", 60, 1))                  // 激活PDP場景
            {
                step++;                                                 
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+CGATT=1\r\n");        
                step++;                                                         
            }
        case 3:
            if(sendCmd("AT+CEREG?\r\n", "+CEREG: 0,1", "+CEREG: 1,1", 60, 3))   // 查詢模組是否注冊上EPS網(wǎng)絡(luò)
            {
                step++;                                                 
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+CEREG?\r\n");      
                step++;                                                         
            }
        case 4:
            if(sendCmd("AT+CGATT?\r\n", "+CGATT: 1", NULL, 85, 3))              // 查詢當(dāng)前PS域服務(wù)狀態(tài)
            {
                step++;
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+CGATT?\r\n");                                    // 如果3次都沒停止成功或超過85秒沒有回應(yīng),則重啟模塊
                reset();
                break;
            }
        case 5:
            if(sendCmd("AT+QIPADDR\r\n", "+QIPADDR:", NULL, 60, 3))             // 查詢本機IP地址
            {
                BC26_Connect();
                result = 1;
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+QIPADDR\r\n");                                   // 如果3次都沒停止成功或超過60秒沒有回應(yīng),則重啟模塊
                reset();
                break;
            }
    }
    return result;
}

/**
 @brief 復(fù)位引腳配置
 @param 無
 @return 無
*/
void BC26_GpioConfig(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpioInitStructure;     
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);                       // 使能GPIO
    gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;                                    // 選擇要初始化的GPIOB引腳PB8
    gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                             // 設(shè)置引腳工作模式為通用推挽輸出      
    gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                            // 設(shè)置引腳輸出最大速率為50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &gpioInitStructure);       

    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8);
}

/**
 @brief 連接TCP服務(wù)器
 @param 無
 @return 無
*/
void BC26_Connect(void)
{
    if(sendCmd("AT+QICLOSE=0\r\n", "OK", NULL, 20, 1))                          // 關(guān)閉TCP連接
    {
        if(sendCmd("AT+QIOPEN=1,0,\"TCP\",\"180.97.81.180\",53540,0,1\r\n", "+QIOPEN:", 150, 5))    
        {
            printf("Connect Success\r\n");
        }      
        else
        {
            printf("Err:AT+QIOPEN=1,0\r\n");
            reset();                                                            // 沒有響應(yīng)重啟模塊
        }       
    }
}

/**
 @brief 發(fā)送數(shù)據(jù)到TCP服務(wù)器
 @param pString -[in] 發(fā)送數(shù)據(jù)
 @return 無
*/
void BC26_Send(char *pString)
{
    if(sendCmd("AT+QISEND=0\r\n", ">", NULL, 30, 2))                            // 等待60秒,沒有響應(yīng)重啟模塊                            
    {
        vTaskDelay(500);                                                        // 等待500ms
        char sendBuf[1024] = {0};
        sprintf(sendBuf, "%s\r\n\x1A", pString);
        if(sendCmd(sendBuf, "SEND OK", "OK", 30, 2))
        {
            if(sendCmd("AT+QISEND=0,0\r\n", "+QISEND:", NULL, 5, 24))           // 2分鐘后(每5秒查詢一次,共24次)
            {    
                /* 發(fā)送數(shù)據(jù)成功,對方收到數(shù)據(jù) */
            }
            else
            {
                printf("Err:AT+QISEND=0\r\n");                                      
                if(sendCmd("AT+QICLOSE=0\r\n", "OK", NULL, 20, 1))              // TCP連接出現(xiàn)異常,關(guān)閉TCP連接
                {
                    printf("AT+QICLOSE\r\n");
                    BC26_Connect();
                }
            }
        }
        else
        {
            BC26_Reset();                                                       // 等待60秒,沒有響應(yīng)重啟模塊
        } 
    }
    else
    {
        BC26_Reset();                                                           // 等待60秒,沒有響應(yīng)重啟模塊    
    }
}

/**
 @brief 從TCP服務(wù)器接收數(shù)據(jù)
 @param pRecvDataBuf -[out] 接收數(shù)據(jù)
 @return 接收數(shù)據(jù)長度
*/
uint32_t EC200S_Receive(char *pRecvDataBuf)
{
    uint32_t recvDataLen = 0;
    if(g_isUsart2RecvFinish)                                                    // 如果串口接收完成
    {
        if(strstr((const char *)g_bc26Buf, "+QIURC: \"recv\",0,") != NULL)      // 如果檢索到關(guān)鍵詞
        {
            memcpy(pRecvDataBuf, g_bc26Buf, g_bc26Cnt);
            recvDataLen = g_bc26Cnt;
        }
        else if(strstr((const char *)g_bc26Buf, "+QIURC: \"closed\",0,") != NULL)
        {
            BC26_Reset();
        }
        clearBuffer();
    }   
    return recvDataLen;
}

/**
 @brief 重啟模塊
 @param 無
 @return 無
*/
void BC26_Reset(void)
{
    reset();
}

/*********************************************************************
 * LOCAL FUNCTIONS
 */
/**
 @brief 發(fā)送AT命令
 @param pCmd -[in] 命令字符串
 @param pRes -[in] 需要檢測的返回命令字符串
 @param pRes2 -[in] 需要檢測的返回命令字符串
 @param timeOut -[in] 等待時間
 @param sendNum -[in] 命令發(fā)送次數(shù)
 @return 1 - 成功;0 - 失敗
*/
static uint8_t sendCmd(char *pCmd, char *pRes, char *pRes2, uint32_t timeOut, uint8_t sendNum)
{
    uint8_t i = 0;
    uint32_t time;
    clearBuffer();                                                              // 清空緩存 
    for(i = 0; i < sendNum; i++)
    {
        time = timeOut * 10;
        USART_SendString(USART2, pCmd);
        while(time--)
        {
            if(g_usart2RecvFinish)                                              // 如果串口接收完成
            {
                if(strstr((const char *)g_bc26Buf, pRes) != NULL)               // 如果檢索到關(guān)鍵詞
                {
                    printf("%s", g_bc26Buf);
                    return 1;
                }
                else if(strstr((const char *)g_bc26Buf, pRes2) != NULL))       // 如果檢索到關(guān)鍵詞2
                {
                    printf("%s", g_bc26Buf);
                    return 1;
                }
            }   
            vTaskDelay(100);                                                   // 等待100毫秒
        }
        clearBuffer();
    }
    return 0;
}

/**
 @brief 清空緩存
 @param 無
 @return 無
*/
void clearBuffer(void)
{
    memset(g_bc26Buf, 0, sizeof(g_bc26Buf));
    g_bc26Cnt = 0;
    g_usart2RecvFinish = 0;
}

/**
 @brief 重啟模塊
 @param 無
 @return 無
*/
void reset(void)
{
    printf("reset\n");
    
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8);
    vTaskDelay(60);
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8);
}

/****************************************************END OF FILE****************************************************/

5.2 board_bc26.h

#ifndef _BOARD_BC26_H_
#define _BOARD_BC26_H_

/*********************************************************************
 * INCLUDES
 */
#include "stm32f10x.h"

/*********************************************************************
 * GLOBAL VARIABLES
 */  
extern uint8_t g_usart2RecvFinish;      // 串口2接收標(biāo)志串口接收完成標(biāo)志
extern char g_bc26Buf[1024];            // 接收緩存
extern uint32_t g_bc26Cnt;              // 接收計數(shù)

/*********************************************************************
 * API FUNCTIONS
 */
uint8_t BC26_Init(void);
void BC26_GpioConfig(void);
void BC26_Connect(void);
void BC26_Send(char *pString);
uint32_t BC26_Receive(char *pRecvDataBuf);
void BC26_Reset(void);

#endif /* _BOARD_BC26_H_ */

六、使用方法

BC26_GpioConfig();
BC26_Init();
while(1)                                                            // 任務(wù)都是一個無限循環(huán),不能返回
{
    BC26_Send("TEST");
    vTaskDelay(10000);  
    char recvDataBuf[256] = {0};
    int recvDataLen = BC26_Receive(recvDataBuf);           
}
/**
 @brief 串口2收發(fā)中斷
 @param 無
 @return 無
*/
void USART2_IRQHandler(void)
{
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)                           // 接收中斷
    {
        g_usart2RecvFinish = 1;                                                   // 串口2接收標(biāo)志

        if(g_bc26Cnt >= sizeof(g_bc26Buf))
        {
            g_bc26Cnt = 0;                                                        // 防止串口被刷爆
        }

        g_bc26sBuf[g_bc26Cnt++] = USART2->DR;
        
        USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
    }                                                            
}

? 由 Leung 寫于 2022 年 8 月 26 日

? 參考:移遠BC35-G模組(NB-IoT 通信模組)AT指令測試 UDP 通信過程
    NB-IOT(BC26)相關(guān)AT指令——UDP/TCP傳輸
    NB260軟件設(shè)計手冊

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