第三代NB-IoT模组OpenCPU开发新模式 以一物驱万物

伴随着物联网行业的发展，越来越多的物联网设备都逐渐趋于低成本、小型化、高集成的模式，传统的MCU+物联网模组的方式已经很难满足需求。利尔达NB860系列模组推出OpenCPU方案，满足客户低代码开发需求，可以缩短开发周期，提高产品性价比，降低能耗，是物联网应用开发的不二之选。

+利尔达NB860_X0A模组

  本文将分享基于NB860系列模组通过Lierda NB860 OpenCPU SDK驱动常见外设传感器、入网、接入CTwing云平台、发送传感器数据、接收下发指令控制等操作。

  下图给大家展示了基于利尔达NB860_X0A模组组装驱动DEMO板，DEMO板涵盖多个外设传感器：

  GPIO : LED、EC11旋转编码器

  SPI : SSD1306显示屏、W25Q64 SPI FLASH

  I2C : OPT3001光照传感器、MPU6050六轴传感器

  ADC : PS2摇杆

  PWM : RGB LED

  TIMER : HCSR04超声波传感器、EC11旋转编码器

 

  ※ GPIO

  嵌入式开发从点灯开始，利尔达NB860模组支持GPIO操作，每一个用户IO都可以复用为GPIO，最大支持27路GPIO，可以配置上拉、下拉、输入输出、速率等，特定IO口还可作为低功耗唤醒源，满足客户低功耗应用场景需求。我们利用NB860模组IO 11复用为GPIO并点亮了LED灯，通过模组TIMER配合GPIO定时扫描EC11旋转编码器，获取旋转编码器的按动状态，实现通过按动控制LED灯开关，通过旋转方向可以控制RGB LED的亮度大小。

  ※ SPI

  SPI是串行外设接口Serial Peripheral Interface的缩写，是一种高速、全双工、同步总线通讯协议，使用两根数据收发线、一根时钟线、一个片选线就可以与其总线上的设备进行通讯。利尔达NB860模组最大支持3路SPI，在此我们将SSD1306 Oled显示屏与外挂W25Q64 SPI FLASH连接到同一个SPI总线上，并由NB860模组SPI外设进行驱动。

A：我们利用NB860模组SPI驱动OLED屏幕显示数据内容。

B：使用SPI驱动外挂SPI FLASH往其特定地址（0x004000）写入字符串，并利用NB860模组SPI读取外挂SPI FLASH该地址内存，并将读取到的字符串打印到串口，下图是串口日志信息。

 

  ※ I2C

  I2C又称IIC，全名为Inter-Integrated Circuit，是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线，仅由一个时钟线，一根数据线就可以与总线线上的各设备进行通讯。NB860模组最大支持4路I2C，我们利用NB860模组将OPT3001光照传感器与MPU6050六轴传感器连接到到模组同一个I2C总线上进行驱动，如下展示效果。

  利用NB860模组驱动OPT3001光照传感器，读取光照数据显示到OLED屏幕，当光照改变时，该数据可同步发生变化。

  利用NB860模组驱动MPU6050六轴传感器，读取六轴数据显示到OLED屏幕，当DEMO板发生倾斜移动时，六轴传感数据同时发生变化。

 

  ※ ADC

  ADC即模拟数字转换器，又称作A/D转换器，可以将输入的模拟电压信号转换为一个输出的数字信号。NB860模组支持12位ADC，最大支持4路ADC，这里利用NB860的ADC外设，对一个PS2摇杆进行测量。

  利用NB860模组ADC测量PS2摇杆X，Y轴数据，并显示到OLED屏幕。当拨动遥感时，屏幕数据将会发生变化。

 

  ※ PWM

  PWM即脉冲宽度调制，是用数字信号对模拟信号编码的方法之一，通过方波的占空比来对一个具体的模拟电压值进行编码。NB860最大支持3路PWM，其中一路为低功耗PWM，在模组睡眠情况下仍可使用，这里我们使用NB860模组的PWM外设控制RGB LED的颜色。

  利用NB860模组PWM驱动RGB LED，控制红绿蓝三种颜色灯光亮度，可以通过接收AEP平台的数据调整颜色，也可以通过旋转编码器旋转控制其亮度。

 

  ※ TIMER

  定时器是现在主流微控制器都有配备的片上外设，通过配置定时器的装载值来设定时间，并在在定时结束后进入中断，来处理相应的任务。NB860支持HRTIMER(High-Rate)主要实现高精度的定时（μs级）及计数功能，最多可同时创建16个高精度定时器。同时，NB860拥有RTC定时器，支持低功耗场景下定时器的使用。

  这里我们将使用NB860模组定时器配合GPIO输入，通过HCSR04超声波传感器来获取距离信息。

  利用NB860模组TIMER配合GPIO驱动HCSR04超声波传感器，测量超声波传感器换回的脉宽值，将其显示到OLED屏幕，用户使用过程中可将其进一步转换成实际距离数据。

  ※ AEP平台的使用

  物联网的应用使能平台（AEP）是为了人与物、物与物的连接统一到一起所设计出一种便于开发者开发、管理、部署物联网应用的平台。NB860支持Lwm2m、UDP/TCP、MQTT等多种通信协议，支持对接AEP（CTWING）、OceanConnect、OneNET、阿里云、Lierda X等多种云平台。这里我们将NB860模组连接到AEP平台，将以上所提及的传感器数据打包上传，并且可通过平台下发指令，控制RGB LED的颜色。

  利用NB860模组的通讯功能，将各个传感器读到的数据打包成Json格式数据并上发到AEP平台，可以在AEP平台看到上发的数据。

  利用NB860模组的通讯功能，接收AEP平台下发的指令，可以控制RGB LED的颜色，以及显示模式。

  值得注意的是，以上所有功能主控均在一个NB-IoT模组上实现。利尔达基于第三代5G NB-IoT芯片推出的NB860模组OpenCPU方案，通过与芯片原厂的通力配合，站在终端开发者的角度上，封装了大量的API接口，编写了大量技术文档，实现了将NB-IoT芯片开放给客户使用的目的，用户可通过撰写自己的代码进行应用开发。

  OpenCPU的优势包括但不限于：

  *降低BOM成本—OpenCPU方案为您去掉一颗MCU成本。

  *更高的集成度—OpenCPU方案减小产品尺寸，更适用于消费类产品。

  *远程差分升级（FOTA）—OpenCPU方案客户应用集成在芯片应用核，基于LwM2M的差分升级，应用部署更放心，维护升级更容易。

  *更低的功耗—OpenCPU方案去掉MCU部分的能耗，更少的中间资源占用，更高的交互效率。

  *更高的安全性—OpenCPU方案避免近端攻击窃取的可能，不再需要通过UART传递关键业务数据。

  OpenCPU方案的引入更加凸显了NB-IoT的优势所在，是众多物联网应用核心竞争力的关键因素，OpenCPU方案的开发可以使您的产品在众多同类型产品中脱颖而出。