NBIoT与MQTT传输与接收

NBIoT可以大幅降低企业布署设备的WiFi需求，也可避免因为场域WiFi不稳定所造成的问题，那么NBIoT要如何实做？

本文将会以NBIoT传输MQTT，并以计算机的MQTTLens进行接收为例，说明整个传输接收流程。

首先我们必须准备NBIoT的模块，以笔者所开发的ESP32开发整合版就有留NBIoT接口，我们的NBIoT使用的芯片是基于联发科(MTK-2526)的BC26模块，虽然他是USB外型，但并非USB传输格式，只是我们帅气的黄董认为做成USB外型比较坚固耐用，并且可以后续进行串接。

关于上面的扩充版，详细规格数据可以参考附件：

一、NBIoT基础设定：

目前NBIoT大多采用ATCommand通讯，若读者已经取得上面的扩充版及任何的NBIoT SIM卡，那就可以开始下面的流程。

1. 在ESP32上安装ATCommand沟通程序：

此程序会将ESP32的序列通讯输入转至NBIoT(Serial2 RX:16、TX:17)中，这样我们就可以手动来下达AT命令

2. ATI：ATI是查询系统版本，不过我们会用来测试BC26是否正常，输入ATI后，会得到BC26的回复如下图。若无响应，那就必须检查模块是否有插好。另外就是ESP32 1.0.6的版本也会造成无法响应，因此先选择1.0.4。

3. AT+QCCID ：此指令用于检查SIM卡状态，一般来说，会列出该SIM卡的卡号，如下图，若SIM卡未安装，则会显示ERROR

4.AT+QCGDEFCONT?：询问APN设定方式，由于不同系统商会有不同的APN（APN, Access Point Name）设定，例如下图就是以中华电信或远传电信为例，两者都采用"IPV4V6","internet.iot"为APN，当我们利用这个指令查询时，就会得到这个结果，下一步就是利用这个指令来设定这张NBIoT模块的APN。要注意的是这里的「?」一定要使用半角「?」不可使用全角「？」。

5.AT+QCGDEFCONT=<>：上一步询问SIM卡的APN后，我们将APN名称放到指令最后，例如以远传NBIoT为例，其指令如下「AT+QCGDEFCONT="IPV4V6","internet.iot" 」，

到此为止，就完成NBIoT的设定工作，以上五个步骤只须做一次，以后NBIoT模块只要开机会就自动以APN寻找当地有服务的基地头，并完成网络注册（上网）。

二、NBIoT数据传输：

当NBIoT完成APN设定后，就可以准备传输资料了，请依照以下步骤。

1. AT+CEREG? ：询问基地台注册状态，也就是否有找到服务的基地台，若响应为「+CEREG: 0,1 」代表注册完成，可以准备传输资料，若是「+CEREG: 0, 0」或「+CEREG: 0,2 」都是代表无法上网，可能是讯号不佳，或者当地无服务等问题。

2.AT+CESQ：询问网络状态，也就是询问网络讯号强弱，以下图而言，第一个数字为39，代表网络讯号还不错，数字为0~63之间，越大代表网络讯号越好，10以下就必须注意传输可能会很不稳定，建议更换布置地点或增加天线强度，还有就是「99」则是故障的意思。

到这里我们已经确认NBIoT已经完成联机，下一步我们以MQTT联机到免注册的Broker：mqtt.eclipseprojects.io，进行一次的推播为例。

3. AT+QMTOPEN=0,"<>",<>：NBIoT开启MQTT服务器，若是使用「eclipseprojects」的话，指令全部为「AT+QMTOPEN=0,"mqtt.eclipseprojects.io",1883」，此时响应除了OK之外，再等候几秒就会得到服务器的响应「+QMTOPEN: 0,0」，代表服务器已经收到要求，正在等候联机。

4.AT+QMTCONN=0,"<>"：联机到MQTT服务器，这里的ClientID用随机数即可，例如本例为「AT+QMTCONN=0,"ESP32-1234567890"」，如果两个装置使用相同的ClientID就会无法联机，不过这里要注意，从步骤3的AT+QMTOPEN到 AT+QMTCONN，时间不可超过60秒(没有详细计算)，若时间太久，服务器会关闭，联机就会失败。若服务器的回应是「+QMTCONN: 0,0,0 」代表联机成功，可以推播主题了。

5.AT+QMTPUB=0,0,<>,<>,"<<你的主题>>","<<内容>>"：将内容推播到你的主题内，例如我要将温度「28」推播到主题「yourTopic/class205/temp」时，我的指令为「AT+QMTPUB=0,0,0,0,"yourTopic/class205/temp","28"」，代表我要用qos=0，不要retain传送28到主题「yourTopic/class205/temp」内，若服务器回复为「+QMTPUB:0,0,0」就代表服务器已经收到数据。

6. 到MQTTLens查看订阅主题：此时到计算机的MQTTLens（或手机MQTTDash等APP）查看是否有收到订阅的资料

用NodeRed接收，并用Dashboard的Gauge呈现

7. AT+QMTCLOSE=0：关闭MQTT服务器联机，当传输完毕后，若短期内不会再使用，可以关闭与MQTT的联机，节省电源。

到此为止，我们就完成一次的MQTT推播，当然啦，这次我们是手动传输，目的是让读者了解MQTT的传输流程，未来系统要实际使用时，要写一个自动传输的程序，这部份后续再分享。

除了用MQTTLens来接收之外，也可以利用NodeRed来接收并储存数据，并可以利用Dashboard来呈现，Nodered可以说是搭配MQTT最好用的工具了。

审核编辑：汤梓红