NB-IoT無(wú)線(xiàn)數傳(NBIOT DTU)

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù)，支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NBIOT具有以下優(yōu)勢：

1.海量連接：每區可達10萬(wàn)連接；NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著(zhù)，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現有無(wú)線(xiàn)技術(shù)提供50~100倍的接入數。

2.超低功耗：電池壽命長(cháng)達十年；

低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應用一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設備和場(chǎng)合，如安置于高山荒野偏遠地區中的各類(lèi)傳感監測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長(cháng)達幾年的電池使用壽命是本質(zhì)的需求。在電池技術(shù)無(wú)法取得突破的前提下，只能通過(guò)降低設備功耗以延長(cháng)電池供電時(shí)間。通信設備消耗的能量往往與數據量或速率相關(guān)，即單位時(shí)間內發(fā)出數據包的大小決定了功耗的大小。數據量小，設備的調制解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數據量、 小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

3．深度覆蓋：能實(shí)現比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發(fā)射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車(chē)庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網(wǎng)絡(luò )安全能力，支持雙向鑒權以及空口嚴格加密，確保用戶(hù)數據的安全性。

5．穩定可靠：能提供較高級別的可靠性接入，有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò )、UMTS網(wǎng)絡(luò )或LTE網(wǎng)絡(luò )，即可與現有網(wǎng)絡(luò )基站復用以降低部署成本、實(shí)現平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現有網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音和數據帶寬，保證傳統業(yè)務(wù)和未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可同時(shí)穩定、可靠的進(jìn)行。以智能抄表應用為例，與采用有線(xiàn)PLC抄表數據回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數據成功回收率很高，可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來(lái)的是低成本優(yōu)勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著(zhù)RF設計要求低，小PA就能實(shí)現;因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關(guān)，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

CN51XX系列 NB-IoT無(wú)線(xiàn)數傳（DTU）是以NB-IoT網(wǎng)絡(luò )為通信平臺，提供標準的RS-232/485/TTL接口，按照工業(yè)標準設計，可直接與RTU、PLC、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現場(chǎng)的下位機設備連接。可以讓工業(yè)用的RS232/RS485串口設備的串口通信立即轉換為NB-IoT無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信的雙向數據傳輸設備。CN51XX系列 NB-IoT無(wú)線(xiàn)數傳（DTU）可采用透明傳輸的方式，用戶(hù)不用知道復雜的NB-IoT通訊原理和UDP/COAP協(xié)議，不用更改程序即可實(shí)現原有串口設備的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接，節省您寶貴的時(shí)間和已有投資，可用于長(cháng)距離通信或控制。廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的M2M行業(yè)，如智能電網(wǎng)、智慧交通、智慧農業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、消防、公共安全、環(huán)境氣象監測、車(chē)載定位、智慧園區、資產(chǎn)定位、能源監測等領(lǐng)域。 

（圖）NB-IoT DTU遠程監控系統-物聯(lián)網(wǎng)平臺

如圖所示前端數據采集設備通過(guò)CN51XX NB-IoT無(wú)線(xiàn)數傳（NBIOT DTU）將采集的數據連接到遠端中心，相當于延長(cháng)了串口的通信距離，從而實(shí)現串口設備之間的遙控。

• 支持中國三大運營(yíng)商NB-IoT網(wǎng)絡(luò )；

• 支持多種上下線(xiàn)出發(fā)模式，定時(shí)上下線(xiàn)、串口數據觸發(fā)上下線(xiàn)模式；

• 支持根據IP地址和端口訪(fǎng)問(wèn)中心；

• 內嵌標準的UDP/COAP協(xié)議棧，支持透明數據傳輸

• 支持2路串口（232或485可選），波特率可達230400；

• 支持2路4~20mA模擬量輸入（可選）；

• 板載溫度監測裝置；

• 溫濕度一體傳感器（可選）；

• 內置多星座 GNSS 接收機（GPS+GLONASS），滿(mǎn)足對快速、精準定位的需求（可選）；

• 掉線(xiàn)自動(dòng)重撥機制（采用自有的狀態(tài)機算法）；

• 支持6個(gè)中心端，可做數據備份；

• 多種工作模式選擇(透明和非透明)；

• 軟硬件多重看門(mén)狗機制；

• 內嵌完備的PPP，TCP/IP協(xié)議棧；

• DTU 指令控制，通過(guò)指令查詢(xún)，控制設備通信；

• 可升級固件程序；

• 嵌入式處理器，支持高速處理協(xié)議和大量數據；

• 穩定性：365×24小時(shí)不間斷工作；

• 硬件恢復出廠(chǎng)設置。

• 供電：寬電壓+6V-35V；

• 耗電：通信模塊12V供電、通信狀態(tài)<15mA

• 工作溫度：-40℃ ～ +85℃；

• 防護等級：IP33；

  
  

實(shí)現RS232/RS485串口到NB-IoT無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信的雙向轉換，其功能如下：

• 把RS232/RS485串口接收到的數據轉為NB-IoT無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)到控制端；

• 把NB-IoT無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接收到的控制端數據轉為通過(guò)RS232/RS485串口發(fā)出。

硬件

• ARM-based 32-bit MCU；

• 80K數據緩存；

• 硬件看門(mén)狗；

• 兩個(gè)RS232/RS485串口；

• 2路4~20mA模擬量輸入；

• 溫濕度一體傳感器（可選）；

串口信號

• RS232 DTE三線(xiàn)信號TxD, RxD, GND；

• 或者RS485信號Data+, Data-, GND；

• 所有信號提供15 KV ESD保護。

串口通訊參數

• 數據位：7,8；

• 校驗位：奇,偶,無(wú)；

• 停止位：1,2；

• 波特率：300～230400。

軟件系統

• 內置操作系統：μCos；

• 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧：TCP, UDP, IP, ICMP,DHCP,DNS 。

選型表：