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    一種基于NB-IoT技術(shù)的GPS定位終端介紹

    一、背景

    NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。NB-IoT屬于低速率傳輸技術(shù),具有低頻段、低功耗、低成本、高覆蓋的特點。接下來是基于NB-IoT技術(shù)設(shè)計一款定位終端,其設(shè)計理念可以廣泛應(yīng)用于兒童、老人、寵物等移動定位終端的軟件設(shè)計上。

    二、系統(tǒng)架構(gòu)

    定位終端軟件設(shè)計是基于高通的NB-IoT通信模塊、Mcu控制模塊開發(fā)的。Mcu通過AT指令同NB-IoT模塊通信,完成定位數(shù)據(jù)的采集、上報,平臺對設(shè)備的控制參數(shù)下發(fā),配置參數(shù)的更新等。NB-IoT模塊同中國電信物聯(lián)網(wǎng)開放平臺之間通過coAP協(xié)議通訊。CoAP報文的payload是設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺交互的應(yīng)用數(shù)據(jù)。應(yīng)用server通過http協(xié)議和平臺通訊,通過調(diào)用平臺的開放API來控制設(shè)備,平臺把設(shè)備上報的數(shù)據(jù)推送給應(yīng)用服務(wù)器。平臺支持對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析,轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的ison格式數(shù)據(jù)。

    一種基于NB-IoT技術(shù)的GPS定位終端介紹

    三、功能實現(xiàn)

    定位終端通過coap協(xié)議發(fā)布消息,采用動態(tài)Accesstoken保證安全性。終端刷新token必須使用初始token;設(shè)備上報數(shù)據(jù),必須使用刷新后的token;解析retcode時,當(dāng)身份校驗不成功時,設(shè)備需自動請求刷新token。初始token是通過對廠商的某些信息有md5加密算法得到的。本定位終端主要實現(xiàn)如下功能:

    1、初始化。設(shè)備初始化包括任務(wù)、設(shè)備、以及參數(shù)和變量的初始化,具體來說:1)開機(jī)系統(tǒng)初始化;2)GPIO初始化;3)設(shè)備參數(shù)初始化;4)TIMER初始化;5)uART串口初始化;6)TASK初始化。

    2、通訊及連接。1)開機(jī)有關(guān)參數(shù)查詢,配置;2)控制GGsN的PPP連接(對應(yīng)的COAP指令LSIPCALL);3)初始化連接遠(yuǎn)程主機(jī)(物聯(lián)網(wǎng)平臺,對應(yīng)的cOAP指令LSIPOPEN);4)GETTOKEN(物聯(lián)網(wǎng)平臺)。

    3、GPS數(shù)據(jù)采集。GPS定位芯片集成在NB-IoT模塊,MCu通過AT指令控制GPS開啟、關(guān)閉、數(shù)據(jù)采集。在每次周期性上報時間到時,MCu通過AT開啟GPS,以查詢的方式獲取GPS定位數(shù)據(jù),將定位信息按照指定的協(xié)議格式上報給物聯(lián)網(wǎng)平臺。定位策略主要包括如下兩點:1)GPS在室內(nèi)室外判斷,如果設(shè)備判斷在室內(nèi),則關(guān)閉GPS。2)如果為靜止?fàn)顟B(tài)并且超過5分鐘則停止定位,周期性上報默認(rèn)經(jīng)緯度,系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī),直到狀態(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)并且周期性上報時間到,才啟動GPS獲取定位數(shù)據(jù)。

    一種基于NB-IoT技術(shù)的GPS定位終端介紹

    4、電子圍欄設(shè)計:1)無圍欄。設(shè)備在無圍欄狀態(tài)下時,默認(rèn)為安全,采用正常頻率發(fā)送數(shù)據(jù);2)僅存安全圍欄。僅存在安全圍欄時,設(shè)備在圍欄區(qū)域內(nèi)認(rèn)為安全,采用正常頻率發(fā)送數(shù)據(jù);在非圍欄區(qū)域內(nèi)認(rèn)為危險,采用緊急頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。3)安全、危險圍欄共存。安全、危險圍欄共存時,設(shè)備在安全區(qū)域內(nèi)認(rèn)為安全,采用正常頻率發(fā)送數(shù)據(jù);在非安全區(qū)域和危險區(qū)域內(nèi)均認(rèn)為危險,采用緊急頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。4)僅存危險圍欄。僅存在危險圍欄時,設(shè)備在圍欄區(qū)域內(nèi)認(rèn)為危險,采用緊急頻率發(fā)送數(shù)據(jù);在非圍欄區(qū)域內(nèi)認(rèn)為安全,采用正常頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。

    5、設(shè)備同平臺交互。1)設(shè)備注船:設(shè)備南向接口注冊,以IMEI號碼為注冊號,向物聯(lián)網(wǎng)中心平臺發(fā)起設(shè)備注冊,并獲取Accesstoken。2)設(shè)備自檢:設(shè)備上電,向物聯(lián)網(wǎng)中心獲取token后,設(shè)備側(cè)啟動自檢功能,將有關(guān)設(shè)備參數(shù)上報物聯(lián)中心。

    四、調(diào)試驗證

    1、編譯:將Source Insigh建立定位終端軟件工程,用Keil打開剛建立的工程并全部編譯,編譯后生成可下載的二進(jìn)制文件。2、下載:用兒INK連接設(shè)備的燒錄口并確保連接的正確性,隨后在Keil中“0PTl0N”選項中查看主芯片是否被識別,主芯片識別后通過Keil中l(wèi)oad下載選項,將編譯后的二進(jìn)制文件燒錄到主芯片。3、寫IMEI:下載完畢后,通過串口工具導(dǎo)人合法的IMEI序列號,每個定位器設(shè)備都有不同的IMEI號,這些序列號需要事先錄入定位服務(wù)器后臺,設(shè)備請求服務(wù)器需要帶IMEI參數(shù)。4、開機(jī)驗證:寫入完IMEI后,長按定位器開機(jī)鍵,使之處于開機(jī)狀態(tài);打開手機(jī)定位APP,向后臺請求綁定指定的IMEI,綁定完畢后,可以查看定位器的在線狀態(tài)、位置狀態(tài)、歷史軌跡回放。

    NB-IoT技術(shù)可以說是4G網(wǎng)絡(luò)的升級,隨著IoT的發(fā)展,相信NB-IoT會給我們帶來更好的體驗。

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    2019-05-27
    一種基于NB-IoT技術(shù)的GPS定位終端介紹
    一、背景NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

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