物联网之NB-IoT技术实践开发三（NB-IoT网络编程）
NB-IoT驱动开发一
1、驱动框架设计
2、AT指令发送
3、AT指令接收
驱动框架设计
数据结构设计：
如何用数据结构来完成AT指令的发送、应答、超时、状态、重发：（新建 nbiotdriver.h 和 nbiotdriver.c 文件用于AT相关）
发送->其实就是发送字符串“AT\r\n”
解析->其实就是接收字符串“OK”
超时->其实就是超时时间
状态->其实就是 成功，超时，未收到
重发->其实就是 重发次数
typedef enum //枚举类型：接收的状态
{
SUCCESS_REC = 0, //成功
TIME_OUT, //超时
NO_REC //未收到
}teATStatus;
typedef struct //定义的数据结构,用数据结构来完成AT指令的发送、应答、超时、状态、重发
{
char *ATSendStr; //向NB-IOT发送字符串（AT命令）
char *ATRecStr; //NB-IOT返回给MCU的字符串
uint16_t TimeOut; //设置超时
teATStatus ATStatus; //接收状态
uint8_t RtyNum; //重发次数
}tsATCmds;AT指令：
AT+CFUN=0 关闭射频功能（不进行无线通讯）
AT+CGSN=1 查询IMEI号（一般出厂已经设置好）
AT+NRB 软重启
AT+NCDP=180.101.147.115,5683 设置 IoT 平台 IP 地址（非 COAP 协议可以不配置）
AT+CFUN=1 开启射频功能
AT+CIMI 查询SIM卡信息
AT+CMEE=1 开启错误提示
AT+CGDCONT=1,“IP”,“ctnb” 设置APN
AT+NNMI=1 开启下行数据通知
AT+CGATT=1 自动搜网
AT+CGPADDR 查询核心网分配的 ip 地址
tsATCmds ATCmds[] =
{
//参数分别为 向NB-IOT发送字符串（AT命令）、NB-IOT返回给MCU的字符串、设置超时（毫秒）、接收状态、设置重发次数
{"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//关闭射频功能（不进行无线通讯）
{"AT+CGSN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//查询IMEI号（一般出厂已经设置好）
{"AT+NRB\r\n","OK",8000,NO_REC,3},//软重启。重启使用时间比较长，所以这里设置为8秒钟
{"AT+NCDP=180.101.147.115,5683\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//设置 IoT 平台 IP 地址（非 COAP 协议可以不配置）
{"AT+CFUN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启射频功能
{"AT+CIMI\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//查询SIM卡信息
{"AT+CMEE=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启错误提示
{"AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"ctnb\"\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//设置APN.注意AT命令中字符串的书写格式：\"IP\",\"ctnb\"（表示电信）
{"AT+NNMI=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启下行数据通知
{"AT+CGATT=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//自动搜网
{"AT+CGPADDR\r\n","+CGPADDR:1,1",2000,NO_REC,30},//查询核心网分配的 ip 地址
{"AT+NMGS=","OK",3000,NO_REC,3},//发送数据
};AT指令发送
typedef enum //枚举类型，用于与上方的数组 ATCmds 下标相对应
{
AT_CFUN0 = 0, //ATCmds[AT_CFUN0] 就是 ATCmds[0]，代表数据结构 {"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3} 以下类推
AT_CGSN,
AT_NRB,
AT_NCDP,
AT_CFUN1,
AT_CIMI,
AT_CMEE,
AT_CGDCONT,
AT_NNMI,
AT_CGATT,
AT_CGPADDR,
AT_NMGS,
AT_IDIE
}teATCmdNum;
#include "time.h"
#include "led.h"
static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔，具体见下面讲解
char NbSendData[100];//发送数据指令中数据的存储区
void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum)
{
//清空接收缓存区
memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);
ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;
ATRecCmdNum = ATCmdNum;//ATRecCmdNum是在nbiotdriver.c中定义的静态全局变量
if(ATCmdNum == AT_NMGS)//判断是否为发送数据的指令
{
memset(NbSendData,0,100);//清空数据的存储区
//第一个%s为发送数据的指令："AT+NMGS="
//第二个%d为发送数据的个数是两个（字节的长度）
//第三和第四个%x是两个要发送的16进制的数据
//最终得到NbSendData的数据为：AT+NMGS=2,0x10,0x10\r\n
sprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);//发送NbSendData到NB芯片
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到NB芯片
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到串口1，用于调试
}
else
{
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
}
//打开超时定时器，这里主要用来判断接收超时使用
SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔，具体见下面讲解
//打开发送指示灯，配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯，具体函数下文有讲解
//如果100毫秒之内又有数据发送，则定时器重新计时，LED灯继续延长点亮时间
SetLedRun(LED_TX);
}AT指令接收
串口接收：
串口回调函数：
AT指令解析：
#define USART2_DMA_REC_SIZE 256
#define USART2_REC_SIZE 1024
typedef struct //用来处理DMA接收到的数据，解析缓存区的数据
{
uint8_t Usart2RecFlag;//数据接收到的标志位
uint16_t Usart2DMARecLen;//获取接收DMA数据的长度
uint16_t Usart2RecLen;//获取解析缓存区的长度
uint8_t Usart2DMARecBuff[USART2_DMA_REC_SIZE];//DMA的缓冲区
uint8_t Usart2RecBuff[USART2_REC_SIZE]; //用于解析接收数据的缓存区
}tsUsart2type;
extern tsUsart2type Usart2type;//该变量在uart.c中声明，但是在其他文件中需要使用，所以需要外部声明
//uint8_t Usart1Rx = 0;
//uint8_t Usart2Rx = 0;
// __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);//打开UART1接收中断（接收寄存器不为空则产生中断）
//
// HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Usart1Rx, 1);//UART1接收使能,Usart1Rx：接收数据的缓存区
//
// __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_RXNE);//打开UART2接收中断（接收寄存器不为空则产生中断）
//
// HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &Usart2Rx, 1);//UART2接收使能，Usart2Rx：接收数据的缓存区
uint8_t Usart1Rx = 0;
tsUsart2type Usart2type;//该数据类型用来设置DMA的缓冲区和解析接收数据的缓冲区，上面已经给出具体定义
void EnableUartIT(void)
{
//串口1
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);//打开UART1接收中断（接收寄存器不为空则产生中断）
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Usart1Rx, 1);//UART1接收使能,Usart1Rx：接收数据的缓存区
//串口2
//串口空闲中断：当连续接收字符时不会产生中断，但是如果中途出现一个字节的空闲则就产生中断（避免每接收一个字节就出现一次中断）
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_IDLE);//需要注意：每次设备一上电就会产生一次空闲中断
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);//清除UART2的空闲中断标志
HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Usart2type.Usart2DMARecBuff,USART2_DMA_REC_SIZE);//开启DMA的接收
/*（以上三行代码功能：将uart2接收到的数据通过DMA传递给Usart2type.Usart2DMARecBuff，然后产生串口空闲中断，
在中断中做进一步处理）*/
}
extern void EnableUartIT(void); 
EnableUartIT(); 
extern DMA_HandleTypeDef hdma_usart2_rx;/*hdma_usart2_rx在CubeMX中添加UART2的DMA时创建的一个变量，在uart.c中定义，
所以需要外部声明之后才能在该文件中使用*/
void USART2_IRQHandler(void)
{
uint32_t temp;
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_IDLE) == SET)//判断UART2是否为空闲中断
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);//清除空闲中断标志位
HAL_UART_DMAStop(&huart2);//停止DMA接收数据
temp = huart2.Instance->ISR;
temp = huart2.Instance->RDR;//以上两行代码用于清除DMA的接收中断（只需要读取一次ISR和RDR寄存器的值）
temp = USART2_DMA_REC_SIZE - hdma_usart2_rx.Instance->CNDTR;/*CNDTR为DMA通道接收数据的计数器（注意是一个递减计数器，
所以需要将DMA的缓存区的总长度减去该计数器的值才是DMA通道接收数据的长度）*/
Usart2type.Usart2DMARecLen = temp;//将DMA接收数据的长度赋值给上面定义的结构体变量
HAL_UART_RxCpltCallback(&huart2);//串口中断的回调函数，具体函数见下方
}
HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Usart2type.Usart2DMARecBuff,USART2_DMA_REC_SIZE);
}
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) //串口中断的回调函数
{
if(huart->Instance == USART2)
{
if(Usart2type.Usart2RecLen > 0)//判断解析缓存区是否有未处理的数据
{
memcpy(&Usart2type.Usart2RecBuff[Usart2type.Usart2RecLen],Usart2type.Usart2DMARecBuff,Usart2type.Usart2DMARecLen);
Usart2type.Usart2RecLen += Usart2type.Usart2DMARecLen;
}
else
{
memcpy(Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2DMARecBuff,Usart2type.Usart2DMARecLen);
Usart2type.Usart2RecLen = Usart2type.Usart2DMARecLen;
}
memset(Usart2type.Usart2DMARecBuff,0,Usart2type.Usart2DMARecLen);//清空DMA的接收缓存区
Usart2type.Usart2RecFlag = 1;//数据标志位的置位
}
}
void ATRec(void)
{
if(Usart2type.Usart2RecFlag)//是否接收到一个完整的数据包
{
//判断解析缓存区中是否存在对应指令返回的正确参数（字符串），strstr的使用方法见下方
if(strstr((const char*)Usart2type.Usart2RecBuff,ATCmds[ATRecCmdNum].ATRecStr) != NULL)
{
ATCmds[ATRecCmdNum].ATStatus = SUCCESS_REC;//接收状态赋值为成功
}
SetLedRun(LED_RX);//打开接收指示灯，配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯，具体见下文
HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2RecLen,100);//打印到串口
Usart2type.Usart2RecFlag = 0;//清空标志位
Usart2type.Usart2RecLen = 0;//设置解析缓存区字符串长度为0
}
}
strstr：
原型：extern char *strstr(char *haystack, char *needle);
用法：#include
功能：从字符串haystack中寻找needle第一次出现的位置（不比较结束符NULL)。
说明：返回指向第一次出现needle位置的指针，如果没找到则返回NULL。
NB-IoT驱动开发二
1、软件定时器设计
2、LED驱动设计
软件定时器设计
软件定时器需求：
AT指令超时判断
定时采集传感器
定时上报数据
软件定时器设计：（新建两个文件 time.c 和 time.h 用于存储定时器相关）
设置定时器
比较定时器
参考HAL_Delay：
设置定时器：
比较定时器：
#ifndef _TIME_H
#define _TIME_H
#include "stm32f0xx.h"
typedef struct
{
uint32_t TimeStart;//获取起始时间
uint32_t TimeInter;//间隔时间
}tsTimeType;
void SetTime(tsTimeType *TimeType,uint32_t TimeInter);//打开超时定时器
uint8_t CompareTime(tsTimeType *TimeType);//比较函数
#endif
#include "time.h"
void SetTime(tsTimeType *TimeType,uint32_t TimeInter)
{
TimeType->TimeStart = HAL_GetTick();//获取起始时间
TimeType->TimeInter = TimeInter;//获取间隔时间
}
uint8_t CompareTime(tsTimeType *TimeType)//每隔1毫秒，计数器就会增加1
{
return ((HAL_GetTick()-TimeType->TimeStart) >= TimeType->TimeInter);
}
LED驱动设计
LED需求：
网络指示灯
接收指示灯
发送指示灯
LED设计：（新建两个文件 led.h 和 led.c 用于存储led相关）
LED打开
LED关闭
LED初始化
LED触发闪烁
LED闪烁任务
LED数据结构：
LED数量（入网、发送、接收）
LED闪烁任务状态（运行、延时、停止）
LED GPIO封装（用数组表示LED IO信息）
LED打开/关闭/初始化：
根据原理图，LED为低电平驱动，上电要全部关闭：
打开->HAL_GPIO_WritePin(X,X,RESET)
关闭-> HAL_GPIO_WritePin(X,X,SET)
LED触发闪烁：
设置LED状态为运行
开启LED定时器
LED闪烁任务：
#ifndef _LED_H
#define _LED_H
#include "stm32f0xx.h"
#define LED_NUMBER 3 //定义LED数量
typedef enum //枚举类型，LED对应功能
{
LED_NET = 0,
LED_RX,
LED_TX
}teLedNums;
typedef enum//LED闪烁任务状态
{
LED_STOP = 0,
LED_RUN,
LED_DELAY
}teLedTaskStatus;
void LedOn(teLedNums LedNums);//打开LED灯
void LedOff(teLedNums LedNums);//关闭LED灯
void LedInit(void);//LED灯的初始化
void SetLedRun(teLedNums LedNums);//设置LED为运行态
void LedTask(void);//指示灯如果在运行态在，则闪烁一次
#endif
#include "led.h"
#include "time.h"
const uint16_t LedPins[LED_NUMBER] =
{
GPIO_PIN_0, //对应LED_NET
GPIO_PIN_1, //对应LED_RX
GPIO_PIN_2 //对应LED_TX
};
static tsTimeType TimeLeds[LED_NUMBER];//获取起始时间和间隔时间
static teLedTaskStatus LedTaskStatus[LED_NUMBER];//LED任务状态
void LedOn(teLedNums LedNums) //打开对应LED灯
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LedPins[LedNums],GPIO_PIN_RESET);
}
void LedOff(teLedNums LedNums) //关闭对应LED灯
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LedPins[LedNums],GPIO_PIN_SET);
}
void LedInit(void)//LED灯初始化，关闭所有灯
{
int i;
for(i = 0;i < LED_NUMBER;i++)
{
LedOff(i);
}
}
void SetLedRun(teLedNums LedNums)//设置对应LED为运行态
{
LedTaskStatus[LedNums] = LED_RUN;
}
void LedTask(void)//指示灯如果在运行态在，则闪烁一次
{
int i;
for(i = 0;i < LED_NUMBER;i++)
{
if(LedTaskStatus[i] == LED_RUN)
{
LedOn(i);
SetTime(&TimeLeds[i],100);
LedTaskStatus[i] = LED_DELAY;
}
else if(LedTaskStatus[i] == LED_DELAY)
{
if(CompareTime(&TimeLeds[i]))
{
LedOff(i);
LedTaskStatus[i] = LED_STOP;
}
}
}
} 
#include "time.h"
#include "led.h"
static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔
void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum)
{
//清空接收缓存区
memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);
ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;
ATRecCmdNum = ATCmdNum;
if(ATCmdNum == AT_NMGS)
{
memset(NbSendData,0,100);
sprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);
}
else
{
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
}
//打开超时定时器，这里主要用来判断接收超时使用
SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔
//打开发送指示灯，配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯
//如果100毫秒之内又有数据发送，则定时器重新计时，LED灯继续延长点亮时间
SetLedRun(LED_TX);
}
void ATRec(void)//AT接收字符串的解析
{
if(Usart2type.Usart2RecFlag)//是否接收到一个完整的数据包
{
//判断解析缓存区中是否存在对应指令返回的正确参数（字符串），strstr的使用方法见下方
if(strstr((const char*)Usart2type.Usart2RecBuff,ATCmds[ATRecCmdNum].ATRecStr) != NULL)
{
ATCmds[ATRecCmdNum].ATStatus = SUCCESS_REC;//接收状态赋值为成功
}
SetLedRun(LED_RX);//打开接收指示灯，配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯
HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2RecLen,100);//打印到串口
Usart2type.Usart2RecFlag = 0;//清空标志位
Usart2type.Usart2RecLen = 0;//设置解析缓存区字符串长度为0
}
}
strstr：
原型：extern char *strstr(char *haystack, char *needle);
用法：#include
功能：从字符串haystack中寻找needle第一次出现的位置（不比较结束符NULL)。
说明：返回指向第一次出现needle位置的指针，如果没找到则返回NULL。
main函数中测试：
...
LedInit();//初始化：所有灯关闭
HAL_Delay(2000);//延时2秒
SetLedRun(0);//设置入网指示灯为运行态
SetLedRun(1);//设置接收指示灯为运行态
SetLedRun(2);//设置发送指示灯为运行态
while(1)
{
LedTask();
}
...
NB-IoT入网开发
1、NB-IoT入网流程
2、NB-IoT入网设计
NB-IoT入网流程
NB-IoT模块驱动流程：
AT+CFUN=0 关闭射频功能（不进行无线通讯）
AT+CGSN=1 查询IMEI号（一般出厂已经设置好）
AT+NRB 软重启
AT+NCDP=180.101.147.115,5683 设置 IoT 平台 IP 地址（非 COAP 协议可以不配置）
AT+CFUN=1 开启射频功能
AT+CIMI 查询SIM卡信息
AT+CMEE=1 开启错误提示
AT+CGDCONT=1,“IP”,“ctnb” 设置APN
AT+NNMI=1 开启下行数据通知
AT+CGATT=1 自动搜网
AT+CGPADDR 查询核心网分配的 ip 地址
NB-IoT入网设计
NB-IoT入网任务算法：
有限状态机编程
-->裸机编程效率最高的编程模式
入网任务状态机（空闲、指令发送，等待响应、入网完成）
typedef enum //NB任务的状态
{
NB_IDIE = 0, //NB空闲
NB_SEND, //NB的发送
NB_WAIT, //NB的等待
NB_ACCESS //NB的入网完成
}teNB_TaskStatus;指令发送：
等待响应：
AT超时：
NB初始化：
入网完成：
static uint8_t CurrentRty;//当前重发的次数
static teATCmdNum ATRecCmdNum;//
static teATCmdNum ATCurrentCmdNum;//当前的指令
static teATCmdNum ATNextCmdNum;//下一条指令
static teNB_TaskStatus NB_TaskStatus;//声明任务的状态
static tsTimeType TimeNBSendData;//NB发送数据时的起始时间获取 和 接收超时时间的设置
void NB_Task(void)//NB不同任务状态的处理程序，一般开始时NB_TaskStatus状态为NB_SEND，故可以从NB_SEND开始分析
{
while(1)//死循环，为了高效率处理
{
switch(NB_TaskStatus)
{
case NB_IDIE:
//if(CompareTime(&TimeNBSendData))//判断发送指令是否超时
//{
// ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为AT_NMGS
// ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令
// NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送
// SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送超时设置
// break;//跳转到发送状态
//}
return;
case NB_SEND:
if(ATCurrentCmdNum != ATNextCmdNum)//如果当前指令不等于下一条指令，则该指令是第一次运行
{
CurrentRty = ATCmds[ATCurrentCmdNum].RtyNum;//获取当前指令的重发次数
}
ATSend(ATCurrentCmdNum);//发送指令
NB_TaskStatus = NB_WAIT;//更改为等待态
return;//因为有超时
case NB_WAIT:
ATRec();//AT接收字符串的解析
if(ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus == SUCCESS_REC)//判断接收状态是否成功
{
if(ATCurrentCmdNum == AT_CGPADDR)//判断当前指令是否为入网指令
{
NB_TaskStatus = NB_ACCESS;//如果是则状态设置为入网完成
break;//跳转指令
}
// else if(ATCurrentCmdNum == AT_NMGS)//判断当前指令是否为AT_NMGS指令
// {
// NB_TaskStatus = NB_IDIE;//设置任务状态为空闲状态
// return;
// }
else
{
ATCurrentCmdNum += 1;//如果不是入网指令，则当前指令加1
ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum+1;//下一条指令在当前指令的基础上再加1
NB_TaskStatus = NB_SEND;//设置为发送状态
break;//跳转指令
}
}
else if(CompareTime(&TimeNB))//判断发送指令之后接收是否超时
{
ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus = TIME_OUT;//改变当前指令的状态：设置超时
if(CurrentRty > 0)//判断当前重发的次数是否大于零
{
CurrentRty--;
ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum;//下一条指令等于当前指令
NB_TaskStatus = NB_SEND;//改变任务状态为发送状态
break;//跳转到发送状态的处理程序
}
else//否则重发次数已经达到最高的重发次数限制
{
NB_Init();//NB初始化，函数具体实现见下方
return;
}
}
return;
case NB_ACCESS://如果是入网完成的状态
LedOn(LED_NET);//打开入网完成的指示灯
NB_TaskStatus = NB_IDIE;//任务状态设置为空闲状态
break;//跳转到空闲状态
// ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为AT_NMGS
// ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令
// NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态
// SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送指令超时设置
// break;//跳转到发送状态
default:
return;
}
}
}
void NB_Init(void)//NB初始化
{
NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态
ATCurrentCmdNum = AT_CFUN0;//当前指令设置为第一条指令
ATNextCmdNum = AT_CGSN;//下一条指令设置为第二条指令
}主程序：测试
main函数中测试
#include "nbiotdriver.h"
...
NB_Init();//NB初始化
printf("wait 5s NB Reset!\n");
HAL_Delay(5000);//初始化时需等待NB芯片重启（这里设置5秒钟等待时间）
while (1)
{
LedTask();
NB_Task();
}
...NB-IoT网络CoAP通信
1、发展背景
2、HTTP协议
3、CoAP协议
4、NB-IoT CoAP通信开发
发展背景
互联网：
移动互联网：
物联网：
新的协议：
HTTP协议
HTTP介绍：
什么是超文本(HyperText)？
包含有超链接(Link)和各种多媒体元素标记(Markup)的文本。这些超文本文件彼此链接，形成网状(Web)，因此又被称为网页(Web Page)。这些链接使用URL表示。最常见的超文本格式是超文本标记语言HTML。
什么是URL？
URL即统一资源定位符(Uniform Resource Locator)，用来唯一地标识万维网中的某一个文档。URL由协议、主机和端口(默认为80)以及文件名三部分构成。如：
什么是超文本传输协议HTTP？
是一种按照URL指示，将超文本文档从一台主机(Web服务器)传输到另一台主机(浏览器)的应用层协议，以实现超链接的功能。
HTTP工作原理：
请求/响应交互模型
在用户点击URL为http://www.makeru.com.cn//course/3172.html的链接后，浏览器和Web服务器执行以下动作：
1、浏览器分析超链接中的URL
2、浏览器向DNS请求解析www.makeru.com.cn的IP地址
3、DNS将解析出的IP地址202.2.16.21返回浏览器
4、浏览器与服务器建立TCP连接(80端口)
5、浏览器请求文档：GET /index.html
6、服务器给出响应，将文档 index.html发送给浏览器
7、释放TCP连接
8、浏览器显示index.html中的内容
HTTP报文结构：
请求报文：即从客户端(浏览器)向Web服务器发送的请求报文。报文的所有字段都是ASCII码。
响应报文：即从Web服务器到客户机(浏览器)的应答。报文的所有字段都是ASCII码。
请求报文中的方法：方法(Method)是对所请求对象所进行的操作,也就是一些命令。请求报文中的操作有:
CoAP协议
CoAP是什么：
CoAP是IETF为满足物联网，M2M场景制定的协议，特点如下：
类似HTTP，基于REST模型：Servers将Resource通过URI形式呈现，客户端可以通过诸如GET,PUT,POST,DELETE方法访问，但是相对HTTP简化实现降低复杂度（代码更小，封包更小）
应用于资源受限的环境（内存，存储，无良好的随机源），比如CPU为8-bit的单片机，内存32Kb，FLASH 256Kb
针对业务性能要求不高的应用：低速率(10s of kbit/s)，低功耗
满足CoRE环境的HTTP简化增强版本
CoAP协议模型：
逻辑上分为Message和Request/Response两层，Request/Response通过Message承载，从封包上不体现这种层次结构
基于UDP，支持组播
基于UDP的类似HTTP的Client/Server交互模型
Client发送Request(携带不同method)请求对资源(通过URI表示)的操作，Server返回Response(携带资源的representation)和状态码
在M2M应用场景，Endpoint实际同时是Server和Client
NB-IoT CoAP通信开发
NB-IoT CoAP通信开发：
COAP数据收发：
CoAP 数据发送无需事先建立 socket（模组内部处理） ， 直接发送数据：AT+NMGS=2,A1A2 发送 2 字节数据， 发送成功回复 OK， 否则 ERROR
读取 CoAP 数据：+NNMI:2,A1A2 收到 2 字节 CoAP 数据
NB-IoT CoAP通信开发流程：
tsATCmds ATCmds[] =
{
{"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CGSN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+NRB\r\n","OK",8000,NO_REC,3},
{"AT+NCDP=180.101.147.115,5683\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CFUN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CIMI\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CMEE=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"ctnb\"\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+NNMI=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CGATT=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},
{"AT+CGPADDR\r\n","+CGPADDR:1,1",2000,NO_REC,30},
{"AT+NMGS=","OK",3000,NO_REC,3},//发送数据的指令，注意：发送数据是可变的，所以指令后面没有 "\r\t"
};
typedef enum
{
AT_CFUN0 = 0,
AT_CGSN,
AT_NRB,
AT_NCDP,
AT_CFUN1,
AT_CIMI,
AT_CMEE,
AT_CGDCONT,
AT_NNMI,
AT_CGATT,
AT_CGPADDR,
AT_NMGS,
AT_IDIE//因为AT_NMGS为最后一个指令，所以这里添加一个空闲指令标记
}teATCmdNum;
#include "time.h"
#include "led.h"
static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔
char NbSendData[100];//发送数据指令中数据的存储区
void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum)
{
//清空接收缓存区
memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);
ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;
ATRecCmdNum = ATCmdNum;
if(ATCmdNum == AT_NMGS)//判断是否发送数据的指令
{
memset(NbSendData,0,100);//清空数据的存储区
//第一个%s为发送数据的指令："AT+NMGS="
//第二个%d为发送数据的个数是两个（字节的长度）
//第三和第四个%x是两个要发送的16进制的数据
//最终得到NbSendData的数据为：AT+NMGS=2,0x10,0x10\r\n
sprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到NB芯片
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到串口1，用于调试
}
else
{
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);
}
//打开超时定时器，这里主要用来判断接收超时使用
SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔，具体见下面讲解
//打开发送指示灯，配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯，具体函数下文有讲解
//如果100毫秒之内又有数据发送，则定时器重新计时，LED灯继续延长点亮时间
SetLedRun(LED_TX);
}
static uint8_t CurrentRty;//当前重发的次数
static teATCmdNum ATRecCmdNum;//
static teATCmdNum ATCurrentCmdNum;//当前的指令
static teATCmdNum ATNextCmdNum;//下一条指令
static teNB_TaskStatus NB_TaskStatus;//声明任务的状态
static tsTimeType TimeNBSendData;//NB发送数据时的起始时间获取 和 接收超时时间的设置
void NB_Task(void)//NB不同任务状态的处理程序，一般开始时NB_TaskStatus状态为NB_SEND，故可以从NB_SEND开始分析
{
while(1)//死循环，为了高效率处理
{
switch(NB_TaskStatus)
{
case NB_IDIE:
if(CompareTime(&TimeNBSendData))//判断发送指令是否超时
{
ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为发送数据指令
ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令
NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送
SetTime(&TimeNBSendData,10000);//每隔10秒发送一次数据
break;//跳转到发送状态
}
return;
case NB_SEND:
if(ATCurrentCmdNum != ATNextCmdNum)//如果当前指令不等于下一条指令，则该指令是第一次运行
{
CurrentRty = ATCmds[ATCurrentCmdNum].RtyNum;//获取当前指令的重发次数
}
ATSend(ATCurrentCmdNum);//发送指令
NB_TaskStatus = NB_WAIT;//更改为等待态
return;//因为有超时
case NB_WAIT:
ATRec();//AT接收字符串的解析
if(ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus == SUCCESS_REC)//判断接收状态是否成功
{
if(ATCurrentCmdNum == AT_CGPADDR)//判断当前指令是否为入网指令
{
NB_TaskStatus = NB_ACCESS;//如果是则状态设置为入网完成
break;//跳转指令
}
else if(ATCurrentCmdNum == AT_NMGS)//判断当前指令是否为发送数据指令
{
NB_TaskStatus = NB_IDIE;//设置任务状态为空闲状态
return;
}
else
{
ATCurrentCmdNum += 1;//如果不是入网指令，则当前指令加1
ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum+1;//下一条指令在当前指令的基础上再加1
NB_TaskStatus = NB_SEND;//设置为发送状态
break;//跳转指令
}
}
else if(CompareTime(&TimeNB))//判断发送指令之后接收是否超时
{
ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus = TIME_OUT;//改变当前指令的状态：设置超时
if(CurrentRty > 0)//判断当前重发的次数是否大于零
{
CurrentRty--;
ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum;//下一条指令等于当前指令
NB_TaskStatus = NB_SEND;//改变任务状态为发送状态
break;//跳转到发送状态的处理程序
}
else//否则重发次数已经达到最高的重发次数限制
{
NB_Init();//NB初始化，函数具体实现见下方
return;
}
}
return;
case NB_ACCESS://如果是入网完成的状态
LedOn(LED_NET);//打开入网完成的指示灯
ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为发送数据的指令
ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令
NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态
SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送指令超时设置
break;//跳转到发送状态
default:
return;
}
}
}
void NB_Init(void)//NB初始化
{
NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态
ATCurrentCmdNum = AT_CFUN0;//当前指令设置为第一条指令
ATNextCmdNum = AT_CGSN;//下一条指令设置为第二条指令
}