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NB DTU/RTU軟硬件設(shè)計開源資料分析(TCP協(xié)議+MQTT協(xié)議+GNSS定位)

jf_94171069 ? 來源:jf_94171069 ? 作者:jf_94171069 ? 2024-09-20 16:44 ? 次閱讀

一 、系統(tǒng)綜述

1 項目綜述

NB DTU/RTU開源產(chǎn)品,使用奇跡的AM21EV5/V6模組作為主控,支持NB通訊和GNSS,支持通過上位機配置相應(yīng)信息,將普通產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

2 產(chǎn)品系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖

wKgZombtNcqALM5UAAD4Wu_r34I840.png

功能簡介

1. 電源:向SOM核心板+底板,以及擴展外設(shè)提供電

2. SOM核心板+底板:產(chǎn)品核心部分

3. 上位機:配置設(shè)備參數(shù)

4. NB天線信號接收發(fā)送

5. DI/DO:開關(guān)量輸入,輸出

6. AI模擬輸入

7. SOM板和底板之間的接口使用板對板連接器

二 、組件產(chǎn)品資料

2.1 SOM板

產(chǎn)品功能描述

SOM板,是開源產(chǎn)品(DTU和RTU等)的公共核心板。

產(chǎn)品資源介紹

SOM板一共引出了4排插針,用戶可用的接口有3個GPIO,可以作為普通輸入輸出GPIO,也可以作為串口;2個ADC;一組4線SPI;一組I2C;SPI和I2C接口也可以作為普通GPIO。兩個串口固定作為AT串口和調(diào)試串口。

電源電路

AM21EV5/V6模塊

GPS I-PEX座

NB I-PEX座

SIM電路

排座

電源

GPIO

UART

I2C

SPI

DI/DO

AI

板對板連接器

產(chǎn)品形態(tài)

SOM板形態(tài)根據(jù)AM21EV5、AM21EV6這兩個不同模組和卡形態(tài),分為6種硬件形態(tài)。分別為:

編號 卡形態(tài) GPS
形態(tài)A 模組內(nèi)置貼片卡 支持
形態(tài)B 全網(wǎng)通三合一卡 支持
形態(tài)C 插拔卡 支持
形態(tài)D 模組內(nèi)置貼片卡 不支持
形態(tài)E 全網(wǎng)通三合一卡 不支持
形態(tài)F 插拔卡 不支持
形態(tài)G 5*6貼片卡 支持
形態(tài)H 5*6貼片卡 不支持

2.2 底板

產(chǎn)品功能描述

底板板,是開源產(chǎn)品(DTU和RTU等)的公共底板。

產(chǎn)品資源介紹

底板接口有: 電源接口;六排排針,核心板和MCU所有的IO都接在這六排排針上;綠端子兩個,一個2PIN的是電源接口,一個10PIN的是DTU/RTU對外的接口。詳情查看原理圖。

電源電路

AM21EV5/V6模塊接口

SIM電路

232/485電平轉(zhuǎn)換電路

LED

綠端子

電源

GPIO

UART

DI/DO

AI

板對板連接器

產(chǎn)品形態(tài)

底板形態(tài)只有一種。

三 、場景應(yīng)用系統(tǒng)級產(chǎn)品版本定義

3.1 開發(fā)板

產(chǎn)品功能描述

開發(fā)板,是專門方便用戶快速上手,加快開發(fā)的硬件。是各種場景下不同功能的組合。

SOM板可以根據(jù)客戶需求,使用需要的形態(tài),底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的全功能版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.2 DTU形態(tài)A

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)A,使用SOM板的形態(tài)A,帶GPS,單一網(wǎng)絡(luò)貼片卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.3 DTU形態(tài)B

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)B,使用SOM板的形態(tài)B,帶GPS,三合一全網(wǎng)通卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.4 DTU形態(tài)C

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)C,使用SOM板的形態(tài)C,帶GPS,插拔卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.5 DTU形態(tài)D

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)D,使用SOM板的形態(tài)D,單一網(wǎng)絡(luò)貼片卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.6 DTU形態(tài)E

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)E,使用SOM板的形態(tài)E,三合一全網(wǎng)通卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.7 DTU形態(tài)F

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)F,使用SOM板的形態(tài)F,插拔卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.8 RTU形態(tài)A

產(chǎn)品功能描述

RTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

RTU形態(tài)A,使用SOM板的形態(tài)A,帶GPS,單一網(wǎng)絡(luò)貼片卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

GPS天線

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.9 RTU形態(tài)B

產(chǎn)品功能描述

RTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

RTU形態(tài)B,使用SOM板的形態(tài)B,帶GPS,三合一全網(wǎng)通卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

GPS天線

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.10 RTU形態(tài)C

產(chǎn)品功能描述

DTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

DTU形態(tài)C,使用SOM板的形態(tài)C,帶GPS,插拔卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

GPS天線

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

GPS模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.11 RTU形態(tài)D

產(chǎn)品功能描述

RTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

RTU形態(tài)D,使用SOM板的形態(tài)D,單一網(wǎng)絡(luò)貼片卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

3.12 RTU形態(tài)E

產(chǎn)品功能描述

RTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

RTU形態(tài)E,使用SOM板的形態(tài)E,三合一全網(wǎng)通卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

wKgZombtNJKAKG-CAAGeuOjQqPw700.png

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

wKgZombtNAWATTXoAAI-HQftppg696.png

3.13 RTU形態(tài)F

產(chǎn)品功能描述

RTU (Data Transfer unit),是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。

RTU形態(tài)F,使用SOM板的形態(tài)F,插拔卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。

產(chǎn)品資源介紹

電源電路

SOM板

底板

NB天線

232串口

485串口

DI/DO

AI

擴展接口

普通GPIO接口

SPI接口

I2C接口

UART接口

產(chǎn)品軟件模塊

AT指令模塊

TCP透傳模塊

網(wǎng)絡(luò)AT模塊

心跳模塊

TCP下行數(shù)據(jù)模塊

wKgZombtNAWATTXoAAI-HQftppg696.png

3.14 其它形態(tài)

開源項目除了上述使用TCP協(xié)議的形態(tài),還有使用MQTT協(xié)議的形態(tài),硬件沒有改動,和上述所有形態(tài)一樣,只是軟件協(xié)議上有改動。

四 、電源方案

采用220V轉(zhuǎn)5V直流電源。

五 、天線方案

NB天線:小辣椒天線,通過I-PEX線和外殼連接。

標準尺寸。

GPS天線:小辣椒天線,通過I-PEX線和外殼連接。

標準尺寸。

六 、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及安裝方式

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖:

wKgZombtNgCAbtRhAAG0BT2UtwY637.jpg

產(chǎn)品外殼尺寸:小于等于64mmX69mmX25mm

產(chǎn)品安裝方式:通過2個固定孔固定在設(shè)備上

核心板、地板,板對板連接器結(jié)構(gòu)示意圖

wKgaombtNgCAONCkAACcNzWfgn4985.jpg

wKgZombtNgSAP7P_AACcNzWfgn4154.jpg

七 、產(chǎn)品規(guī)格

td {white-space:nowrap;border:1px solid #dee0e3;font-size:10pt;font-style:normal;font-weight:normal;vertical-align:middle;word-break:normal;word-wrap:normal;}

參數(shù) 描 述
供電 6 - 24V直流電源
頻段 band3、band5、band8
SIM/USIM口 內(nèi)置2mm*2mm eSIM、內(nèi)置5mm*6mm三合一卡、卡座
產(chǎn)品重量 重量 500——700g
外形尺寸 外殼尺寸(mm) 小于等于96mmX78mmX25mm
外殼裝配方式 預留兩個固定孔
外殼 金屬
溫度范圍 工作溫度 -20℃~ +80℃
存儲溫度 -20℃~ +85℃
軟件功能 工作模式 透傳模式,非透傳模式
設(shè)備平臺
客戶端 奇跡自主開發(fā)
通信協(xié)議 tcp、mqtt
設(shè)備數(shù)據(jù)上報 注冊包,心跳,透傳數(shù)據(jù),定位信息
平臺下行數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)AT,透傳數(shù)據(jù)

八 、NB DTU/RTU開源產(chǎn)品硬件資料包

詳情請見Wiki:Cellular IoT Wiki 知識庫

九 、NB DTU/RTU開源產(chǎn)品軟件代碼講解以及使用

詳情請見Wiki:Cellular IoT Wiki 知識庫

十 、NB DTU/RTU開源產(chǎn)品固件

詳情請見Wiki:Cellular IoT Wiki 知識庫

十一、如何了解更多NB DTU/RTU開源產(chǎn)品方案

本文章源自奇跡物聯(lián)開源的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用知識庫Cellular IoT Wiki,更多技術(shù)干貨歡迎關(guān)注收藏Wiki:Cellular IoT Wiki 知識庫(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)

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wKgaombqoM2AYL2RAAQrZ8e-uz8392.jpg

奇跡物聯(lián)的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍:基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯(lián)網(wǎng)模組,為客戶物聯(lián)網(wǎng)ODM/OEM解決方案服務(wù)。我們的研發(fā)技術(shù)中心在石家莊,PCBA生產(chǎn)基地分布在深圳、石家莊、北京三個工廠,滿足不同區(qū)域&不同量產(chǎn)規(guī)模&不同產(chǎn)品開發(fā)階段的生產(chǎn)制造任務(wù)。跟傳統(tǒng)PCBA工廠最大的區(qū)別是我們只服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶。

連接我們,和10000+物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者一起 降低技術(shù)和成本門檻

讓蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更簡單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了,

千萬不!要!劃!走!忍住沖動!~

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審核編輯 黃宇

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    發(fā)表于 03-28 14:04

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    發(fā)表于 02-16 07:43

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    發(fā)表于 08-18 18:36

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    發(fā)表于 09-26 07:44

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    發(fā)表于 10-09 19:33

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    發(fā)表于 03-16 10:10 ?6次下載

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    的頭像 發(fā)表于 02-28 16:16 ?6744次閱讀
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