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(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。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(diǎn)。接下來(lái)是基于NB-IoT技術(shù)設(shè)計(jì)一款定位終端，其設(shè)計(jì)理念可以廣泛應(yīng)用于兒童、老人、寵物等移動(dòng)定位終端的軟件設(shè)計(jì)上。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

定位終端軟件設(shè)計(jì)是基于高通的NB-IoT通信模塊、Mcu控制模塊開(kāi)發(fā)的。Mcu通過(guò)AT指令同NB-IoT模塊通信，完成定位數(shù)據(jù)的采集、上報(bào)，平臺(tái)對(duì)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(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)之間通過(guò)coAP協(xié)議通訊。CoAP報(bào)文的payload是設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)交互的應(yīng)用數(shù)據(jù)。應(yīng)用server通過(guò)http協(xié)議和平臺(tái)通訊，通過(guò)調(diào)用平臺(tái)的開(kāi)放API來(lái)控制設(shè)備，平臺(tái)把設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)推送給應(yīng)用服務(wù)器。平臺(tái)支持對(duì)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)。

三、功能實(shí)現(xiàn)

定位終端通過(guò)coap協(xié)議發(fā)布消息，采用動(dòng)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(bào)數(shù)據(jù)，必須使用刷新后的token;解析retcode時(shí)，當(dāng)身份校驗(yàn)不成功時(shí)，設(shè)備需自動(dòng)請(qǐng)求刷新token。初始token是通過(guò)對(duì)廠商的某些信息有md5加密算法得到的。本定位終端主要實(shí)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(lái)說(shuō)：1)開(kāi)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(kāi)機(jī)有關(guān)參數(shù)查詢，配置;2)控制GGsN的PPP連接(對(duì)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(tái)，對(duì)應(yīng)的cOAP指令LSIPOPEN);4)GETTOKEN(物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái))。

3、GPS數(shù)據(jù)采集。GPS定位芯片集成在NB-IoT模塊，MCu通過(guò)AT指令控制GPS開(kāi)啟、關(guān)閉、數(shù)據(jù)采集。在每次周期性上報(bào)時(shí)間到時(shí)，MCu通過(guò)AT開(kāi)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(bào)給物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。定位策略主要包括如下兩點(diǎn)：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(guò)5分鐘則停止定位，周期性上報(bào)默認(rèn)經(jīng)緯度，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)，直到狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)并且周期性上報(bào)時(shí)間到，才啟動(dòng)GPS獲取定位數(shù)據(jù)。

4、電子圍欄設(shè)計(jì)：1)無(wú)圍欄。設(shè)備在無(wú)圍欄狀態(tài)下時(shí)，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(shí)，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(xiǎn)，采用緊急頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。3)安全、危險(xiǎn)圍欄共存。安全、危險(xiǎn)圍欄共存時(shí)，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(xiǎn)區(qū)域內(nèi)均認(rèn)為危險(xiǎn)，采用緊急頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。4)僅存危險(xiǎn)圍欄。僅存在危險(xiǎn)圍欄時(shí)，設(shè)備在圍欄區(qū)域內(nèi)認(rèn)為危險(xiǎn)，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(tái)交互。1)設(shè)備注船：設(shè)備南向接口注冊(cè)，以IMEI號(hào)碼為注冊(cè)號(hào)，向物聯(lián)網(wǎng)中心平臺(tái)發(fā)起設(shè)備注冊(cè)，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(dòng)自檢功能，將有關(guān)設(shè)備參數(shù)上報(bào)物聯(lián)中心。

四、調(diào)試驗(yàn)證

1、編譯：將Source Insigh建立定位終端軟件工程，用Keil打開(kāi)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(xiàng)中查看主芯片是否被識(shí)別，主芯片識(shí)別后通過(guò)Keil中l(wèi)oad下載選項(xiàng)，將編譯后的二進(jìn)制文件燒錄到主芯片。3、寫(xiě)IMEI：下載完畢后，通過(guò)串口工具導(dǎo)人合法的IMEI序列號(hào)，每個(gè)定位器設(shè)備都有不同的IMEI號(hào)，這些序列號(hào)需要事先錄入定位服務(wù)器后臺(tái)，設(shè)備請(qǐng)求服務(wù)器需要帶IMEI參數(shù)。4、開(kāi)機(jī)驗(yàn)證：寫(xiě)入完IMEI后，長(zhǎng)按定位器開(kāi)機(jī)鍵，使之處于開(kāi)機(jī)狀態(tài);打開(kāi)手機(jī)定位APP，向后臺(tái)請(qǐng)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(shuō)是4G網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，隨著IoT的發(fā)展，相信NB-IoT會(huì)給我們帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。