物联网NB-IoT开发与实践

本书以NB-IoT实训套件为载体，采用项目化教学方式，讲解了NB-IoT的相关知识及其在物联网中的重要作用。本书主要分为理论、项目和实战演练三部分。理论部分讲解了NB-IoT物联网架构，并对架构中的每个节点做技术解析；项目部分由浅入深，从NB-IoT通信、OceanConnect平台操作系统到LiteOS的基础实战开发，使读者能够掌握NB-IoT物联网开发的基础知识；实战演练部分整合了前面所学习的知识，带领读者学习NB-IoT的产品开发过程。 本书可作为高校物联网专业的教材，也适合具有一定单片机基础的开发者参考使用，还可作为广大NB-IoT爱好者的自学用书。

熊保松，小熊派开源社区创始人；首创国内NB-IoT Club技术开源俱乐部；华为云MVP技术专家；现任南京厚德物联网有限公司CEO。具有多年物联网端、管、云全栈开发经验，在物联网通信技术领域有较为深度的研究，获得数十项物联网通信技术方面技术专利。在智慧农业、智慧城市、智能制造等行业有多年的物联网项目研究、开发经验。拥有物联网行业应用解决方案、原型系统设计、项目咨询、规划经验。

第 1章 NB-IoT简介　1

1.1　物联网的发展　1

1.2　物联网技术解析　2

1.2.1　物联网系统架构　2

1.2.2　物联网通信技术　4

1.3　NB-IoT通信技术　6

1.3.1　NB-IoT技术的发展　7

1.3.2　NB-IoT关键技术　8

1.3.3　NB-IoT系统架构　11

1.4　NB-IoT物联网应用　14

1.4.1　智慧路灯　14

1.4.2　智慧烟感　14

1.4.3　智慧冷链　15

1.5　本章小结　15

第　2章 NB-IoT开发实验平台介绍　16

2.1　EVB_M1开发实验平台硬件资源　16

2.1.1　EVB_M1开发实验平台介绍　16

2.1.2　EVB_M1主板介绍　17

2.2　EVB_M1主板原理图详解　19

2.3　本章小结　26

第3章　集成开发环境搭建　27

3.1　MDK安装及开发环境配置　27

3.1.1　MDK介绍　27

3.1.2　MDK安装　28

3.1.3　安装芯片支持包　32

3.1.4　ST-Link驱动安装　33

3.1.5　MDK配置　35

3.2　STM32CubeMX安装及开发环境配置　37

3.2.1　STM32CubeMX介绍　37

3.2.2　JRE安装　38

3.2.3　STM32CubeMX安装　39

3.2.4　STM32CubeMX固件库的安装　42

3.3　QCOM安装及配置　44

3.3.1　CH340驱动安装　44

3.3.2　QCOM的安装　45

3.3.3　QCOM使用介绍　45

3.4　华为云服务器环境配置　47

3.4.1　配置云服务器　47

3.4.2　远程连接云服务器　49

3.5　华为OceanConnect平台账号获取　51

3.6　本章小结　54

第4章　NB-IoT基础开发实战　55

4.1　实验准备　55

4.2　NB-IoT AT指令集　56

4.2.1　3GPP AT指令集　56

4.2.2　一般AT指令集　59

4.2.3　特殊AT指令集　62

4.3　NB-IoT设备接入网络　63

4.3.1　自动接入网络　63

4.3.2　手动接入网络　63

4.3.3　清除保存的频点　64

4.4　NB-IoT Socket通信　64

4.4.1　UDP数据通信　64

4.4.2　TCP数据通信　68

4.5　NB-IoT与OceanConnect平台通信　72

4.5.1　注册到OceanConnect平台　72

4.5.2　使用OceanConnect平台收发数据　73

4.6　NB-IoT与IPv6应用　73

4.6.1　获取IPv6地址　73

4.6.2　NB-IoT终端直接通信　74

4.7　NB-IoT低功耗设计　75

4.7.1　NB-IoT中PSM和eDRX技术的功能与配置　75

4.7.2　NB-IoT低功耗RAI技术应用　79

4.8　本章小结　81

第5章　物联网平台OceanConnect开发实战　82

5.1　实验准备　82

5.1.1　软件准备　82

5.1.2　硬件准备　82

5.2　平台初级开发之平台设计　83

5.2.1　场景说明　83

5.2.2　创建项目　84

5.2.3　创建产品　85

5.2.4　Profile定义　87

5.2.5　编解码插件开发　90

5.2.6　在线调测　93

5.3　平台初级开发之NB-IoT模组对接　95

5.3.1　添加真实设备　95

5.3.2　模组对接平台　96

5.3.3　实验演示及结果　98

5.4　平台进阶开发之平台设计　100

5.4.1　场景说明　100

5.4.2　创建项目　100

5.4.3　创建产品　102

5.4.4　Profile定义　103

5.4.5　编解码插件开发　104

5.4.6　产品功能验证　107

5.5　平台进阶开发之NB-IoT模组对接　109

5.5.1　添加设备　110

5.5.2　模组对接平台　110

5.5.3　实验演示及结果　112

5.6　Postman调测北向API　113

5.6.1　添加证书　113

5.6.2　调用鉴权接口获取accessToken　114

5.6.3　按条件批量查询设备信息列表　115

5.6.4　查询设备历史数据　116

5.6.5　创建设备命令　117

5.7　本章小结　119

第6章　物联网操作系统LiteOS开发实战　120

6.1　实验准备　121

6.2　LiteOS源码准备　122

6.3　用LiteOS点亮LED灯　122

6.3.1　创建STM32裸机工程　123

6.3.2　移植LiteOS内核源码　128

6.3.3　创建LiteOS任务　134

6.3.4　实验效果　137

6.4　LiteOS AT框架搭建　137

6.5　本章小结　143

第7章　NB-IoT实战演练　144

7.1　实战准备　144

7.2　NB-IoT温湿度采集器开发　145

7.2.1　设备安装　145

7.2.2　温湿度采集器设备开发　145

7.2.3　应用开发　153

7.2.4　业务调试　153

7.3　NB-IoT智慧路灯开发　154

7.3.1　设备安装　154

7.3.2　设备开发　154

7.3.3　应用开发　161

7.3.4　业务调试　164

7.4　NB-IoT智慧烟雾报警器开发　168

7.4.1　设备安装　168

7.4.2　设备开发　169

7.4.3　应用开发　176

7.4.4　业务调试　179

7.5　NB-IoT智慧物流跟踪开发　183

7.5.1　设备安装　183

7.5.2　平台开发　183

7.5.3　设备开发　188

7.5.4　应用开发　194

7.5.5　业务调试　197

7.6　本章小结　199

第8章　NB-IoT扩展开发　200

8.1　NB-IoT场景应用设计　200

8.2　NB-IoT业务模型设计规范　206

8.3　NB-IoT模组固件升级　208

8.3.1　本地升级　208

8.3.2　远程FOTA升级　211

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