华维单片机编程实战02-NB-Iot烟感07：NB-IOT 无线通讯程序开发
一、搭建程序的开发环境：NB-Iot 无线通讯板我们选择的主控芯片是 我们选择的是华大半导体的HC32F005C6PA， 这个芯片是基于M0的32位低功耗单片机。
开发环境我们选择的是Keil MDK， 这个非常通用，在这里我就不给大家介绍了。
二、准备工作：
NB-Iot通讯的主要功能是为了将烟感的数据上次到云平台。
目前的NB-Iot 的云平台主要中国移动的OneNet 和中国电信cwing。今天华维单片机编程主要给大家介绍一下BC26和OneNet平台的通讯。
为什么不选择中国电信平台？ 中国电信也是可以的，只不过中国电信平台需要企业注册认证才可以注册账号，有点麻烦。
1.我们首先要注册一个OneNet 账号，OneNet个体就可以注册。
打开网页，大家在右上脚，注册账号，然后再登陆。
我们登录以后需要新建自己的项目， 注意要选择旧版本。
新建项目如下，可以根据自己的需求 填写项目名称，选择项目标签。点增加即可。
项目新建完成后如下图所示:
接下来，我们需要添加产品:
添加设备的时候，需要和我们的产品设备对应 ，每个NB-IOT 模块都一个对应的IMEI号。IMSI是设备安装的SIM卡的卡号 也是15位。
以上就是我们平台准备的工作，接下来，我们就开始我们程序的开发
三、产品NB-Iot 通讯指令流程
NB-IOT 是基于运营商的基站通讯的，所有需要准备一张有效的NB-Iot SIM卡。我们选择的是贴片SIM卡，可以直接使用。
我们先研究一下NB-IOT 的初始化过程。（参考BC26软件开发相关资料）
1.NB-Iot的初始化指令：
获取模块的IMEI号
指令： AT + CGSN = 1；
OneNet平台注册需要
490154203237511 就是模块的IMEI序号，平台注册要用。
程序处理：
如果串口发送了 AT + CGSN = 1；NB模块没有回复，就需要确定是否模块开机失败？或者模块硬件有故障等。（如果模块没有回复， 需要尝试发送3次，连续3次失败表示他获取失败）
如果获取到了有效值，则执行下一条指令
获取产品SIM卡的IMSI OneNet平台注册需要
指令: AT+CIMI
460001357924680 SIM卡的IMSI序号
程序处理:
获取失败： 表示检测SIM卡失败，设备异常，通过提示灯报故障，
获取成功：执行下一条指令
查询信号值
指令: AT+CSQ
从指令可以获取 当前的CSQ值为22，表示为有效值。CSQ的其他取值的含义。
0 -113 dBm 或以下
1 -111 dBm
2~30 -109 至-53 dBm
31 -51 dBm 或以上
程序初始化过程中，我们需要判断CSQ的值 需要大于10，且小于32.才能有效，负责后期会严重影响产品的稳定性，需要提示生产者 产看是否天线没有安装好，或其他问题。
程序处理:
CSQ异常： 表示检测SIM卡失败，设备异常，通过提示灯报故障，
CSQ的值有效：执行下一条指令
注意：CSQ 的值需要系统每隔2秒，连续循环查询20次，等待模块入网。
查询模块网络是否已经注册。
指令: AT+CEREG?
本条指令说明:
+CEREG: 1,1
第一个1，表示允许上报网络注册状态，如果=0，表示禁止上报网络注册状态 URC
第二个1，表示EPS 注册状态。其他取值说明。
0 未注册，MT 当前未搜索网络
1 已注册，归属网络
2 未注册，但 MT 当前正在尝试附着或搜索网络以进行注册
3 注册被拒绝
4 未知（例如：超出 E-UTRAN 覆盖范围）
5 已注册，漫游状态
程序处理:
发送 AT+CEREG?，模块需要回复+CEREG: 1,1，或+CEREG: 0,1 表示网络已注册。
回复失败：循环等待查询20，间隔2秒。 超时提示故障，需要查询模块的硬件故障
回复成功: 执行下一条指令。
查询 PDP 上下文激活状态
指令:AT+CGATT?
+CGATT:0：
0 去附着或未附着
1 附着
程序处理:
发送 AT+CGATT?模块需要回复+CGATT:1
回复失败：循环等待查询20，间隔2秒。 超时提示故障，需要查询模块的硬件故障
回复成功: 执行下一条指令。
查询工作频段
指令: AT+QBAND？
+QBAND:5 的有效值：1、3、5、8、20 等；
我们的是中国移动，取值需要是8.
程序处理：
发送 AT+CGATT?模块需要回复+QBAND:8
回复失败：执行AT+QBAND = 8 来设置网络
回复成功: 执行下一条指令。
2. NB-Iot注册网络：
网络注册，需要用户，根据NB模块的IMEI 和IMSI 再OneNet 平台上注册，再执行本段程序代码，否则会失败。
注册流程如下：
详细说明：
AT+MIPLCREATE指令
功能：创建 OneNET 通信套件实例
程序开发说明：
本条指令的响应时间最大为5秒，只能发送一次，等待5秒超时。
返回值: +MIPLCREATE:0
获取失败：需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再执行AT+MIPLCREATE。
获取成功：执行下条指令。
AT+MIPLADDOBJ=0,3311,1,”1″,4,2指令 (重要)
功能： 添加 LwM2M 对象
说明： NB-IOT 是基于LwM2M 协议开发的，需要增加LwM2M才可以和平台通讯
指令说明：
(参数说明：省略,有疑问的 请找无际单片机编程。
程序开发说明：
本条指令的响应时间最大为5秒，只能发送一次，等待5秒超时。
返回值:OK
获取失败：需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再从AT+MIPLCREATE开始执行。 本条指令一般不会出错。
获取成功：执行下条指令。
AT+MIPLOPEN=0,86400 指令(重要)
功能说明: 发送注册请求
指令说明：86400 设置设备的生命周期，实际生命周期为<lifetime> × 0.9。范围：
15~268435455，若设置为 0，则表示 3600 秒；单位：秒。
返回值:
+MIPLEVENT: 0,1 //开始连接到 Bootstrap 服务器。
+MIPLEVENT: 0,2 //成功连接到 Bootstrap 服务器。
+MIPLEVENT: 0,4 //成功连接到 OneNET 平台。
+MIPLEVENT: 0,6 //成功注册到 OneNET 平台。
如果返回：+MIPLEVENT: 0,3 表示OneNet 平台没有注册本设备
程序处理:
获取失败： 获取到 +MIPLEVENT: 0,4 表示注册到平台，否则注册失败，执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再从AT+MIPLCREATE开始执行。
获取成功：执行下一条指令
AT+MIPLOBSERVE: 0,69234,1,3311,0,-1 指令(重要)
功能说明:响应订阅请求
指令说明：
返回值:
+MIPLDISCOVER: 0,26384,3311 //接收到发现资源请求。
程序处理:
本条指令的响应时间最大为5秒，只能发送一次，等待5秒超时。 获取到数据后，需要获取msgid的值，下条指令需要该值。
获取失败：因网络稳定型问题，会导致本条指令运行失败或错误。
如果失败，需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再从AT+MIPLCREATE开始执行。
获取成功：执行下一条指令
AT+MIPLDISCOVERRSP=0,26384,1,19,”5850;5851;5706;5805″ 指令(重要)
功能说明:该命令用于响应来自 OneNET 平台的发现资源请求。
指令说明：
程序响应： OK
程序处理:
本条指令的响应时间最大为5秒，只能发送一次，等待5秒超时。 msgid的值需要从上一条指令获取。
获取失败：因网络稳定型问题，会导致本条指令运行失败或错误。
如果失败，需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再从AT+MIPLCREATE开始执行。
获取成功：表示设备再OneNet平台注册成功。 需要获取。
3. NB-Iot上传数据。
指令说明:
程序处理:
如果发送成功：则返回OK。
返回失败： 需要先确定指令的数据格式是否正常。 如果正常则需要检测设备的网络是否异常，如果异常需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例，再执行AT+MIPLDELETE=0 删除实例，再从AT+MIPLCREATE开始重新注册网络。
返回正常： 设备进入休眠，或等待处理其他数据。
4更新设备生命周期，如果确实这条指令，会导致设备离线。
AT+MIPLOPEN=0,86400 设置设备的生命周期为86400秒，也就是说，再设备工作86400之前需要更新设备的生命周期，才能确保产品持续在线，否则会离线。
返回值：+MIPLEVENT: 0,11 //更新结果。
程序开发说明：
本条指令的响应时间最大为5秒，只能发送一次，等待5秒超时。负责就需要执行AT+MIPLCLOSE=0 关闭实例….
因为网络问题，执行本条指令需要等待5秒时间。需要再设备的生命周期结束前执行本条指令。
四、程序开发：
上面我们了解了NB-Iot的通讯流程和相关指令，下面我们开始程序的相关开发，再这里我给大家做个简单的介绍，因为产品的选择的单片机和平台都不一样。
程序开发逻辑：
单片机控制NB-Iot模块的PowerKey脚位拉低800毫秒开机，详细请参考BC26的硬件设计。
见上图，单片机控制MCU_PKEY 拉高500ms
开始NB-Iot 的指令控制:
AT + CGSN = 1；
AT+CIMI
AT+CSQ
…..
以上已介绍。
备注：每条指令的超时时间，执行次数都不一样，都需要等待正确的回复才能执行下一条指令。
在这里大家需要做一个结构体数组:代码如下：
typedef structstCmdStr{ unsigned charid; // 发送ID号 unsigned charconst *str; // 发送AT指令包 unsigned charneddack; //是否需要检验应答 unsigned short len; //发送数据长度 unsigned charResenTimes; //发送的次数 unsigned short DelaySetTim; // 发送前延时时间 unsigned short SetInterDelayTim; //发送间隔时间 unsigned charNext_SucIdx; //下个指针成功操作后 unsigned charNext_FaiIdx; //下个指针失败操作后 }stCmdStrTy;stCmdStrTy atCmdInMain; ////void SetCmdBuff(unsigned char scmid,stCmdStrTy * cmd){ atCmdBuff.id = cmd->id; atCmdBuff.str = cmd->str; atCmdBuff.neddack = cmd->neddack; atCmdBuff.len = cmd->len; atCmdBuff.DelaySetTim = cmd->DelaySetTim; atCmdBuff.SetInterDelayTim = cmd->SetInterDelayTim; atCmdBuff.ResenTimes = cmd->ResenTimes; atCmdBuff.Next_FailOverTimID = cmd->Next_FailOverTimID; }void NBIOT_SysteMode_ListInit(void){ atCmdInMain.id = NB_MODE_RESET; ///确认模块AT指令收发是否正常。 返回OK 表示正常 atCmdInMain.str = &NBIOT_BC95_At_Com; atCmdInMain.neddack = TRUE; atCmdInMain.len=Fun_GetStrLen((unsigned char *)NBIOT_BC95_At_Com); atCmdInMain.DelaySetTim = 0; atCmdInMain.SetInterDelayTim = 6000; atCmdInMain.ResenTimes = 3; atCmdInMain.Next_SucIdx = NB_MODE_AT; atCmdInMain.Next_FaiIdx = NB_MODE_RESET; SetCmdBuff(NB_MODE_RESET,&atCmdInMain); atCmdInMain.id = NB_MODE_AT; ///确认模块AT指令收发是否正常。 返回OK 表示正常 atCmdInMain.str = &NBIOT_BC95_At_Com; atCmdInMain.neddack = TRUE; atCmdInMain.len=Fun_GetStrLen((unsigned char *)NBIOT_BC95_At_Com); atCmdInMain.DelaySetTim = 0; atCmdInMain.SetInterDelayTim = 200; atCmdInMain.ResenTimes = 20; atCmdInMain.Next_SucIdx = NB_MODE_CGSN; atCmdInMain.Next_FaiIdx = NB_MODE_RESET; SetCmdBuff(NB_MODE_AT,&atCmdInMain);.....}void TxThread(void){static unsigned short InterTimer=0; switch(satCmdStatu){ case ATSTATUSEND: //tx 数据发送 { if(SystemModeIdx < NB_MODE_SLEEP) { if(SentReDelayT > 0)////发送数据前延时 { SentReDelayT--; return; } satCmdAck = ATNULL; UART1_SendStrLen((unsigned char *)atCmdBuff.str,atCmdBuff.len);//发送数据 InterTimer = atCmdBuff.SetInterDelayTim;///间隔时间 if(atCmdBuff.neddack)//判断本次发送是否需要等待应答 { satCmdStatu = ATSTATUCHECK; //checkack 检测应答 } else { SystemModeIdx = atCmdBuff.Next_SucIdx;////指针Next SentReDelayT = atCmdBuff.DelaySetTim; ////更新发送数据前延时时间 return; } satCmdWaitCnt = 0; //间隔时间复位 satCmdErrorCnt = 0; // 错误次数清零 satCmdRepeatCnt = 0; // 重发次数清零 } else { //myprintf("NO CMD"); satCmdStatu = ATSTATUSEND; return; } } break; case ATSTATUCHECK://应答检测 { switch(satCmdAck) { case ATNULL: ///if(ATNULL == j ) // 等待 case ATERROR:// TCP准备好发送数据返回OK {////没有回复 if(satCmdWaitCnt++ > InterTimer)// 等待次数超时 { satCmdStatu = ATSTATUREPEAT;// 重发 satCmdWaitCnt = 0; } } break; case ATATOK: { satCmdStatu = ATSTATUSEND; satCmdErrorCnt = 0; satCmdRepeatCnt =0; atCmdTx =ATTXSENDOK; //TX 发送Ok satCmdAck = ATNULL; SystemModeIdx = atCmdBuff.Next_SucIdx; SentReDelayT = atCmdBuff.DelaySetTim; } break; case ATRESTR:// TCP准备好发送数据返回OK { satCmdStatu = ATSTATUSEND; satCmdErrorCnt = 0; satCmdRepeatCnt =0; atCmdTx =ATTXSENDOK; //TX 发送Ok } break; default: { myprintf("NO Ack\n"); //sleep(1); satCmdWaitCnt = 0; satCmdRepeatCnt=0; satCmdAck = ATNULL; satCmdStatu = ATSTATUREPEAT; //其它状态重发 } break; } } break; case ATSTATUREPEAT: { satCmdRepeatCnt++; if(satCmdRepeatCnt >= atCmdBuff.ResenTimes)// 重发计数超 { if(NB_MODE_WAIT_SLEEP == atCmdBuff.Next_FailOverTimID) {////系统进入延时 SystemSleepTime = TIME_SYSTEM_SLEEP_ERROR; satCmdStatu = ATSTATUSEND; satCmdErrorCnt = 0; satCmdRepeatCnt =0; SystemModeIdx =NB_MODE_RESET; myprintf("模块进入间隔休眠状态中\r\n"); satCmdAck = ATNULL; return; } else { satCmdStatu = ATSTATUSEND;// 发送状态复位 SystemModeIdx = atCmdBuff.Next_FailOverTimID; SentReDelayT = atCmdBuff.DelaySetTim; } } else { satCmdStatu = ATSTATUCHECK;// 发送完后检测应答 } satCmdWaitCnt = 0; satCmdWaitCnt = 0; satCmdAck = ATNULL; UART1_SendStrLen((unsigned char *)atCmdBuff.str,atCmdBuff.len); } break;} }xxxxxxxxxxbr typedef structstCmdStrbr{br unsigned charid; // 发送ID号 br unsigned charconst *str; // 发送AT指令包 br unsigned charneddack; //是否需要检验应答br unsigned short len; //发送数据长度br unsigned charResenTimes; //发送的次数br unsigned short DelaySetTim; // 发送前延时时间br unsigned short SetInterDelayTim; //发送间隔时间br unsigned charNext_SucIdx; //下个指针成功操作后br unsigned charNext_FaiIdx; //下个指针失败操作后 br}stCmdStrTy;brbrstCmdStrTy atCmdInMain; ////brbrvoid SetCmdBuff(unsigned char scmid,stCmdStrTy * cmd)br{ br atCmdBuff.id = cmd->id;br atCmdBuff.str = cmd->str;br atCmdBuff.neddack = cmd->neddack;br atCmdBuff.len = cmd->len;br atCmdBuff.DelaySetTim = cmd->DelaySetTim;br atCmdBuff.SetInterDelayTim = cmd->SetInterDelayTim;br atCmdBuff.ResenTimes = cmd->ResenTimes;br atCmdBuff.Next_FailOverTimID = cmd->Next_FailOverTimID; br}brbrvoid NBIOT_SysteMode_ListInit(void)br{br atCmdInMain.id = NB_MODE_RESET; ///确认模块AT指令收发是否正常。 返回OK 表示正常br atCmdInMain.str = &NBIOT_BC95_At_Com;br atCmdInMain.neddack = TRUE;br atCmdInMain.len=Fun_GetStrLen((unsigned char *)NBIOT_BC95_At_Com);br atCmdInMain.DelaySetTim = 0;br atCmdInMain.SetInterDelayTim = 6000;br atCmdInMain.ResenTimes = 3;br atCmdInMain.Next_SucIdx = NB_MODE_AT;br atCmdInMain.Next_FaiIdx = NB_MODE_RESET;br SetCmdBuff(NB_MODE_RESET,&atCmdInMain);brbr atCmdInMain.id = NB_MODE_AT; ///确认模块AT指令收发是否正常。 返回OK 表示正常br atCmdInMain.str = &NBIOT_BC95_At_Com;br atCmdInMain.neddack = TRUE;br atCmdInMain.len=Fun_GetStrLen((unsigned char *)NBIOT_BC95_At_Com);br atCmdInMain.DelaySetTim = 0;br atCmdInMain.SetInterDelayTim = 200;br atCmdInMain.ResenTimes = 20;br atCmdInMain.Next_SucIdx = NB_MODE_CGSN;br atCmdInMain.Next_FaiIdx = NB_MODE_RESET;br SetCmdBuff(NB_MODE_AT,&atCmdInMain);br.....br}brvoid TxThread(void)br{brstatic unsigned short InterTimer=0; brswitch(satCmdStatu)br{br case ATSTATUSEND: //tx 数据发送br {br if(SystemModeIdx < NB_MODE_SLEEP)br {br if(SentReDelayT > 0)////发送数据前延时br {br SentReDelayT--;br return;br } br satCmdAck = ATNULL;br UART1_SendStrLen((unsigned char *)atCmdBuff.str,atCmdBuff.len);//发送数据br InterTimer = atCmdBuff.SetInterDelayTim;///间隔时间br if(atCmdBuff.neddack)//判断本次发送是否需要等待应答br { br satCmdStatu = ATSTATUCHECK; 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NB-Iot 接收程序:
为了防止串口接收数据丢失，我们订了一个256字节的队列，
Queue256 Uart1RxMsg;
串口接收主函数如下，使用到了回调函数：
void RxThread(void){if(satCmdAck == ATNULL){ satCmdAck = (unsigned char)NB_IOT_UartRec((Enum_NbIot_Mode)atCmdBuff.id,Fuc_GetAtRespose);}}串口获取数据解析函数:unsigned char Uart_GetDat(unsigned char *getbuf){ unsigned char i; unsigned char len,dat,idx; static unsigned char lenx,GetDat_Delay; len = QueueDataLen(Uart1RxMsg); if(len) { if(len == lenx) {///接收数据延时 GetDat_Delay++; } else {///收到了新的数据 lenx = len; GetDat_Delay = 0; } if(GetDat_Delay > 100) {/////收到数据起，延时120毫秒，开始判断接收到的数据 idx = 0xff; i = 0; do { i++; QueueDataOut(Uart1RxMsg,&dat); if(dat == 0x0A) /////10 0A '\n' { if((idx == 0xff) || (idx < 2)) { idx = 0; } } else if(dat == 0x0D)////120D'\r' { if(idx == 0) idx = 0; else if((idx > 1) && (idx != 0xff)) return idx; else idx = 0xff; } else { if(idx != 0xff) { getbuf = dat; if(idx > 59) return 0xff; } } }while(i< len); } } else { lenx = 0; GetDat_Delay = 0; } return 0xff;}xxxxxxxxxxbr void RxThread(void)br{brif(satCmdAck == ATNULL)br{br satCmdAck = (unsigned char)NB_IOT_UartRec((Enum_NbIot_Mode)atCmdBuff.id,Fuc_GetAtRespose);br}br}br串口获取数据解析函数:brunsigned char Uart_GetDat(unsigned char *getbuf)br{br unsigned char i;br unsigned char len,dat,idx;br static unsigned char lenx,GetDat_Delay;br len = QueueDataLen(Uart1RxMsg);br if(len)br {br if(len == lenx)br {///接收数据延时br GetDat_Delay++; br }br elsebr {///收到了新的数据br lenx = len;br GetDat_Delay = 0;br } br if(GetDat_Delay > 100)br {/////收到数据起，延时120毫秒，开始判断接收到的数据br idx = 0xff;br i = 0;br dobr {br i++;br QueueDataOut(Uart1RxMsg,&dat);br if(dat == 0x0A) /////10 0A '\n'br {br if((idx == 0xff) || (idx < 2))br {br idx = 0; br }br }br else if(dat == 0x0D)////120D'\r'br {br if(idx == 0)br idx = 0;br else if((idx > 1) && (idx != 0xff)) br return idx;br elsebr idx = 0xff;br } br elsebr {br if(idx != 0xff)br {br getbuf = dat; br if(idx > 59)br return 0xff; br }br }br }while(i< len); br }br }br elsebr {br lenx = 0;br GetDat_Delay = 0;br }br return 0xff;br}brOk,那我们这节课就先讲到这里，到此整个项目就实现功能了，本节课较长，大家可以多看几遍加深理解，下篇文章我跟大家讲解这个产品的一些测试验证方法及注意问题。
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