我國的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進入高速發(fā)展的新時代,大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云處理和人工智能不斷的豐富著我們的生活。針對一些特定的應用場景,人們對定位的功能需求也越來越大。本次設(shè)計采用時下最熱門的NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),設(shè)計一款集溫濕度采集、計步和定位功能為一體的低功耗定位器產(chǎn)品。定位器系統(tǒng)的硬件終端采用移遠BC28芯片為主要核心模塊,該芯片具有二次開發(fā)OPENCPU功能,嵌入了華為LiteOS操作系統(tǒng),即可作為通信模塊也可作為MCU處理器。該定位器系統(tǒng)能夠采集溫濕度傳感器SHT20和三軸加速度傳感器LIS3DH的數(shù)據(jù),并實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)處理的功能。搭配eSIM卡基站定位功能,通過CoAP通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)封裝,確保設(shè)備數(shù)據(jù)能夠上傳到電信物聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)硬件終端與電信物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)通信的功能。平臺側(cè)利用電信物聯(lián)網(wǎng)平臺進行對接,根據(jù)終端上傳的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計Proflie文件和編解碼插件來進行數(shù)據(jù)解析,實現(xiàn)平臺側(cè)與終端設(shè)備的數(shù)據(jù)對接。通過硬件終端與電信物聯(lián)網(wǎng)平臺的聯(lián)調(diào)與測試,表明了該定位器系統(tǒng)能夠與物聯(lián)網(wǎng)平臺進行數(shù)據(jù)交互。通過平臺側(cè)對硬件終端的溫度、濕度、步伐數(shù)據(jù)和定位信息進行實時監(jiān)測,可以得知佩戴者的運動狀... 

【文章來源】：福建師范大學福建省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NB模組

福建師范大學宋隆明碩士學位論文-22-表3-3三種三軸加速度傳感器對比表Tab.3-3Threethree-axisaccelerometercomparisontable3.2.4SIM卡選型SIM卡（SubscriberIdentificationModule）是移動通信設(shè)備的用戶身份識別卡，也是負責通信計費的數(shù)據(jù)卡，GSM數(shù)字移動手機或者物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備硬件終端必須有SIM卡才能夠正常使用[34]。運營商將SIM卡的用戶信息和加密的密鑰等信息存儲到電腦的數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)通信中識別用戶身份，并在通話時對用戶的語音信息進行加密。物聯(lián)網(wǎng)SIM卡版本在原先的SIM卡功能上刪減了語音通信功能，保留了數(shù)據(jù)通信和短信功能，而最新的149字段的物聯(lián)網(wǎng)卡保留了語音功能，供企業(yè)用戶根據(jù)自身需求選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)卡類型進行數(shù)據(jù)通信[35]。最新的SIM卡系列開通了基站定位功能，在與電信簽訂通信白名單后可以開通基站定位功能，在不需要GPS或者北斗定位模塊的條件下就能實現(xiàn)定位功能。其物聯(lián)網(wǎng)專屬號碼段如下圖所示：圖3-3SIM卡專屬號碼段Fig.3-3SIMcardexclusivenumbersegment

第三章定位器硬件終端設(shè)計-23-物聯(lián)網(wǎng)SIM卡支持插入式、貼片式兩種物理形態(tài)；按照可靠性，可支持消費級物聯(lián)網(wǎng)卡（常見的物聯(lián)網(wǎng)卡），也支持可靠性更高的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)卡。其中插入式SIM卡的體積較大，硬件設(shè)計方面需要增加通信卡槽，優(yōu)勢在于便于更換。貼片式SIM卡體積小，不需要其他外圍設(shè)計，直接可以與NB模塊進行通信，缺點在于一旦焊接完成后不可更換。兩種物聯(lián)網(wǎng)sim卡如下圖3-4所示：圖3-4電信物聯(lián)網(wǎng)SIM卡Fig.3-4TelecomInternetofThingsSIMcard根據(jù)第二章的功能需求可知，本次產(chǎn)品設(shè)計的體積要盡量小，符合可佩戴物品的大小尺寸，如果采用插入式SIM，在硬件設(shè)計時需要設(shè)計卡槽，大大的增加的體積。綜上所述，本次設(shè)計采用貼片式SIM卡更符合（貼片式SIM卡被稱為eSIM卡）。第三節(jié)硬件電路設(shè)計本次設(shè)計以BC28作為主控制芯片及通信模組，為用戶開放1個SPI接口、1個I2C接口、一個ADC接口、3個串口（主串口、調(diào)試串口、串口3）和若干GPIO。PWR模塊為系統(tǒng)電源模塊，為BC28及外圍傳感器電路提供電源供電。BC28采用IIC硬件接口與LIS3DH三軸傳感器和SHT20溫濕度傳感器連接，讀取3軸加速度和溫濕度參數(shù)，LIS3DH擁有兩個可配置中斷觸發(fā)BC28喚醒，SHT20通過配置與BC28引腳直連，直接由BC28控制來讀取溫濕度值；預留2個狀態(tài)LED燈的控制與UART3_TX/RX復用，可選配置成串口打印或LED顯示運行信息。SIM卡模塊采用貼片式SIM，減少SIM卡卡槽來降低設(shè)備體積，直接由BC28模塊控制eSIM


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