物聯(lián)網(wǎng)長距離無線通信技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)-42-LTE無線通信技術(shù)開發(fā)平臺和開發(fā)工具課件

第4章LTE無線通信技術(shù)開發(fā)4.2LTE無線通信技術(shù)開發(fā)平臺和開發(fā)工具第4章LTE無線通信技術(shù)開發(fā)4.2LTE無線通信技術(shù)開發(fā)EC20模塊EC20AT指令LTE網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工具EC20模塊任務(wù)目標以智慧交通項目為例對LTE節(jié)點所組建的智慧交通網(wǎng)絡(luò)進行工程編輯和調(diào)試，并使用官方和企業(yè)調(diào)試工具對網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)試，并學(xué)習(xí)和掌握LTE網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)參數(shù)含義和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試過程。任務(wù)目標以智慧交通項目為例對LTE節(jié)點所組建的智慧交通網(wǎng)絡(luò)進開發(fā)場景LTE網(wǎng)絡(luò)在智慧交通系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作時智慧交通系統(tǒng)為城市提供穩(wěn)定服務(wù)的基礎(chǔ)，如果LTE網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定，將會造成車輛獲取的城市信息錯誤，可能造成新的城市擁堵。而是市場LTE網(wǎng)絡(luò)也確實會受到城市環(huán)境的影響，受影響的清空主要時多徑效應(yīng)，即：信號受城市大樓阻隔，信號將會受大樓反射，地面反射等影響使得信號不能夠同時到達LTE設(shè)備，從而造成信號干擾。因此LTE的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試是智慧交通網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的重要環(huán)節(jié)。開發(fā)場景LTE網(wǎng)絡(luò)在智慧交通系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作時智慧交通系統(tǒng)為BC95模塊介紹EC20是移遠通信最近推出的LTECat.3模塊；采用LTE3GPPRel.9技術(shù)；支持最大下行速率100Mbps和最大上行速率50Mbps。EC20在封裝上兼容移遠通信UMTS/HSPA+UC20模塊，實現(xiàn)了3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換。BC95模塊介紹EC20是移遠通信最近推出的LTECat.

EC20特性各網(wǎng)絡(luò)制式的全面覆蓋。緊湊尺寸的SMT封裝形式滿足小型終端產(chǎn)品對空間的需求。MIMO技術(shù)滿足無線通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)速率和連接可靠性的要求。內(nèi)置多星座GNSS接收機，滿足不同環(huán)境條件下對快速、精準定位的需求。輕松實現(xiàn)3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換。EC20特性各網(wǎng)絡(luò)制式的全面覆蓋。EC20與主控芯片（STM32）LTE模塊EC20本身并不具備數(shù)據(jù)輸入和信息處理能力。通過將無線模塊和微處理器結(jié)合的方式可以實現(xiàn)功能完成的無線節(jié)點的組建。EC20與主控芯片（STM32）LTE模塊EC20本身并不具AT指令A(yù)T指令是應(yīng)用于終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的連接與通信的指令。AT即Attention。每個AT命令行中只能包含一條AT指令；對于AT指令的發(fā)送，除AT兩個字符外，最多可以接收1056個字符的長度（包括最后的空字符）。功能寫法含義測試指令A(yù)T+<cmd>=?獲取該指令下可能的參數(shù)值讀指令A(yù)T+<cmd>?讀取當前指令參數(shù)設(shè)置指令A(yù)T+<cmd>=P1[,P2[,P3[……]]]設(shè)置指令參數(shù)執(zhí)行指令A(yù)T+<cmd>指令指令A(yù)T指令A(yù)T指令是應(yīng)用于終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的連接與通信的EC20模塊與AT指令EC20模塊五方面的AT指令，分別是查詢指令，SIM配置指令，短信指令、話務(wù)指令和網(wǎng)絡(luò)指令。EC20模塊與AT指令EC20模塊五方面的AT指令，分別是查LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹IAR開發(fā)工具LiteB-LTE無線節(jié)點集成ARMCortex-M3STM32F103處理器，可以采用IAREmbeddedWorkbenchforARM開發(fā)環(huán)境進行軟件開發(fā)LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹IAR開發(fā)工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹J-FlashARM工具J-FlashARM工具是IAR提供的燒寫工具，通過該工具可以實現(xiàn)STM32F103芯片的擦除和代碼程序的固化LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹J-FlashARM工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹ZCloudTools協(xié)議工具ZCloudTools工具是一款企業(yè)開發(fā)一款無線傳感網(wǎng)綜合分析測試工具，提供網(wǎng)絡(luò)拓撲圖、數(shù)據(jù)包分析、傳感器信息采集和控制、傳感器歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹ZCloudTools協(xié)議工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹xLabTools調(diào)試工具xLabTools工具可以通過LTE節(jié)點的調(diào)試串口獲取節(jié)點當前配置的網(wǎng)絡(luò)信息LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹xLabTools調(diào)試工具EC20AT指令調(diào)試C20模塊的調(diào)試可以通過串口發(fā)送AT指令來實現(xiàn)。為了方便EC20模塊的脫機調(diào)試和操作，這里使用PortHelper串口調(diào)試工具來對EC20模塊進行脫機調(diào)試。EC20AT指令調(diào)試C20模塊的調(diào)試可以通過串口發(fā)送AT指令EC20協(xié)議棧AT指令操作指令功能ATE0打開指令回顯，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+CLIP=1打開來電顯示，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+GSN查詢IMEIAT+CREG=2激活網(wǎng)絡(luò)注冊，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+CMGF=1設(shè)置短信發(fā)送方式為PDU方式AT+CPIN?查詢查詢SIM卡和PIN碼狀態(tài)，接收到“+CPIN:READYOK”則說明SIM正常，開放式無需密碼AT+COPS=0,2配置網(wǎng)絡(luò)處理方式（自動模式，數(shù)字方式）AT+COPS？查詢，返回“46000”代表是移動，聯(lián)通是“46001”EC20協(xié)議棧AT指令操作指令功能ATE0打開指令回顯，接收EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟一：確認串口配置是否正常EC20模塊的配置方式是通過串口實現(xiàn)的，通過發(fā)送“AT”指令可以確認模塊與控制端的連接是否正常。設(shè)備確認如下：AT//確認串口正常，模塊出廠默認波特率＝115200OK步驟二：查詢EC20串口EC20模塊的串口配置通常固定，但有其他一些LTE模塊的操作串口是可以配置的因此此處需要查詢串口。串口查詢?nèi)缦拢篴t+qurccfg?//查詢URC配置ERROR//無配置步驟三：配置EC20模塊的來電顯示，開啟EC20來電顯示以接收外來的突發(fā)話務(wù)信息。來電配置如下：at+clip=1//開啟來電顯示（開啟）OK//開啟成功EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟一：確認串口配置是否正常EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟四：獲取EC20模塊的IMEIIMEI碼是EC20等LTE模塊的標識碼，IMEI碼類似于EC20模塊的身份證明，在模塊和網(wǎng)絡(luò)識別上有巨大作用。IMEI碼獲取如下：at+gsn//查詢產(chǎn)品序列號標識863010031722189//返回參數(shù)（實際情況下數(shù)值不同）OK步驟五：配置網(wǎng)絡(luò)開關(guān)和注冊方式網(wǎng)絡(luò)配置方式有多種，針對模塊本身模塊可以開啟和關(guān)閉，針對網(wǎng)絡(luò)模式可以配置為通過網(wǎng)絡(luò)注冊方式或本地注冊方式。網(wǎng)絡(luò)配置如下：at+creg=2//網(wǎng)絡(luò)注冊配置（通過本地IP聯(lián)網(wǎng)）OK//配置完成EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟四：獲取EC20模塊的IMEEC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：配置網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)格式不同的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取和識別的方式有所不同，文字信息通常以文本方式傳輸和獲取。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式操作如下：at+cmgf=1//配置消息格式（文本）OK//配置成功步驟七：查詢SIM卡的操作密鑰SIM的操作根據(jù)安全性會設(shè)置安全密鑰或開放，通常情況下是開放模式。查詢SIM卡操作密鑰：at+cpin?//查詢密碼狀態(tài)+CPIN:READY//開放式無需密碼OK//操作完成EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：配置網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)格式EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：查詢信號質(zhì)量了解SIM卡運營商后可以了解當前運營上的信號強度，通過了解信號強度可以對網(wǎng)絡(luò)操作提供指導(dǎo)。查詢信號質(zhì)量操作如下：AT+CSQ//檢查當?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量，建議該命令空閑時，循環(huán)發(fā)送，以了解網(wǎng)絡(luò)信號狀態(tài)+CSQ:20,99//接收信號強度為20，信道誤碼率為未知或不可測。//接收信號強度為0~31，信道誤碼率為0~7。99代表未知或不可測。OK步驟七：運營商網(wǎng)絡(luò)附著：設(shè)置連接運營商網(wǎng)絡(luò)，完成GPRS網(wǎng)絡(luò)附著。網(wǎng)絡(luò)附著操作如下：AT+CGATT=1//設(shè)置GPRS附著OKEC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：查詢信號質(zhì)量EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟八：配置網(wǎng)絡(luò)連接信息網(wǎng)絡(luò)連接信息中網(wǎng)絡(luò)連接有手動模式和自動模式，同時來需要配置連接碼格式，通常為數(shù)字格式，網(wǎng)絡(luò)連接信息配置操作如下：at+cops=0,2//配置網(wǎng)絡(luò)處理方式（自動模式，數(shù)字方式）OK//操作成功at+cops?//查詢當前配置+COPS:0,2,"46000",7//自動模式，數(shù)字方式，操作字符格式，無線入網(wǎng)OK//操作完成EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟八：配置網(wǎng)絡(luò)連接信息項目實踐（工具使用）本項目主要包括以下工具的學(xué)習(xí)：1）IAR集成開發(fā)環(huán)境：主要用于程序開發(fā)、調(diào)試。2）J-FlashARM：主要用于程序的燒寫固化。3）ZCloudTools：網(wǎng)絡(luò)拓撲圖分析、應(yīng)用層數(shù)據(jù)包分析。4）xLabTools：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的修改、節(jié)點數(shù)據(jù)包分析和模擬。5）PortHelper：串口調(diào)試助手。項目實踐（工具使用）本項目主要包括以下工具的學(xué)習(xí)：項目實踐（工具使用）1）ZCloudTools可以完成LTE網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的監(jiān)測：2）ZCloudTools可以完成節(jié)點應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的監(jiān)測。項目實踐（工具使用）1）ZCloudTools可以完成LTE項目實踐（工具使用）1）xLabTools工具可以讀取和修改LTE節(jié)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。2）xLabTools工具可以讀取節(jié)點收到的數(shù)據(jù)包，并解析數(shù)據(jù)包。3）xLabTools工具可以通過連接的節(jié)點發(fā)送自定義的數(shù)據(jù)包到應(yīng)用層。4）通過連接LTE節(jié)點，xLabTools工具可以分析LTE模塊接收的數(shù)據(jù)，并可下行發(fā)送數(shù)據(jù)進行調(diào)試。項目實踐（工具使用）1）xLabTools工具可以讀取和修改項目思考LTE模塊使用的是那種操作指令？LTE加入?yún)f(xié)議棧的意義是什么？EC20入網(wǎng)過程是怎樣的？項目思考LTE模塊使用的是那種操作指令？第4章LTE無線通信技術(shù)開發(fā)4.2LTE無線通信技術(shù)開發(fā)平臺和開發(fā)工具第4章LTE無線通信技術(shù)開發(fā)4.2LTE無線通信技術(shù)開發(fā)EC20模塊EC20AT指令LTE網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工具EC20模塊任務(wù)目標以智慧交通項目為例對LTE節(jié)點所組建的智慧交通網(wǎng)絡(luò)進行工程編輯和調(diào)試，并使用官方和企業(yè)調(diào)試工具對網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)試，并學(xué)習(xí)和掌握LTE網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)參數(shù)含義和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試過程。任務(wù)目標以智慧交通項目為例對LTE節(jié)點所組建的智慧交通網(wǎng)絡(luò)進開發(fā)場景LTE網(wǎng)絡(luò)在智慧交通系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作時智慧交通系統(tǒng)為城市提供穩(wěn)定服務(wù)的基礎(chǔ)，如果LTE網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定，將會造成車輛獲取的城市信息錯誤，可能造成新的城市擁堵。而是市場LTE網(wǎng)絡(luò)也確實會受到城市環(huán)境的影響，受影響的清空主要時多徑效應(yīng)，即：信號受城市大樓阻隔，信號將會受大樓反射，地面反射等影響使得信號不能夠同時到達LTE設(shè)備，從而造成信號干擾。因此LTE的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試是智慧交通網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的重要環(huán)節(jié)。開發(fā)場景LTE網(wǎng)絡(luò)在智慧交通系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作時智慧交通系統(tǒng)為BC95模塊介紹EC20是移遠通信最近推出的LTECat.3模塊；采用LTE3GPPRel.9技術(shù)；支持最大下行速率100Mbps和最大上行速率50Mbps。EC20在封裝上兼容移遠通信UMTS/HSPA+UC20模塊，實現(xiàn)了3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換。BC95模塊介紹EC20是移遠通信最近推出的LTECat.

EC20特性各網(wǎng)絡(luò)制式的全面覆蓋。緊湊尺寸的SMT封裝形式滿足小型終端產(chǎn)品對空間的需求。MIMO技術(shù)滿足無線通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)速率和連接可靠性的要求。內(nèi)置多星座GNSS接收機，滿足不同環(huán)境條件下對快速、精準定位的需求。輕松實現(xiàn)3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換。EC20特性各網(wǎng)絡(luò)制式的全面覆蓋。EC20與主控芯片（STM32）LTE模塊EC20本身并不具備數(shù)據(jù)輸入和信息處理能力。通過將無線模塊和微處理器結(jié)合的方式可以實現(xiàn)功能完成的無線節(jié)點的組建。EC20與主控芯片（STM32）LTE模塊EC20本身并不具AT指令A(yù)T指令是應(yīng)用于終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的連接與通信的指令。AT即Attention。每個AT命令行中只能包含一條AT指令；對于AT指令的發(fā)送，除AT兩個字符外，最多可以接收1056個字符的長度（包括最后的空字符）。功能寫法含義測試指令A(yù)T+<cmd>=?獲取該指令下可能的參數(shù)值讀指令A(yù)T+<cmd>?讀取當前指令參數(shù)設(shè)置指令A(yù)T+<cmd>=P1[,P2[,P3[……]]]設(shè)置指令參數(shù)執(zhí)行指令A(yù)T+<cmd>指令指令A(yù)T指令A(yù)T指令是應(yīng)用于終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的連接與通信的EC20模塊與AT指令EC20模塊五方面的AT指令，分別是查詢指令，SIM配置指令，短信指令、話務(wù)指令和網(wǎng)絡(luò)指令。EC20模塊與AT指令EC20模塊五方面的AT指令，分別是查LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹IAR開發(fā)工具LiteB-LTE無線節(jié)點集成ARMCortex-M3STM32F103處理器，可以采用IAREmbeddedWorkbenchforARM開發(fā)環(huán)境進行軟件開發(fā)LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹IAR開發(fā)工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹J-FlashARM工具J-FlashARM工具是IAR提供的燒寫工具，通過該工具可以實現(xiàn)STM32F103芯片的擦除和代碼程序的固化LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹J-FlashARM工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹ZCloudTools協(xié)議工具ZCloudTools工具是一款企業(yè)開發(fā)一款無線傳感網(wǎng)綜合分析測試工具，提供網(wǎng)絡(luò)拓撲圖、數(shù)據(jù)包分析、傳感器信息采集和控制、傳感器歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹ZCloudTools協(xié)議工具LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹xLabTools調(diào)試工具xLabTools工具可以通過LTE節(jié)點的調(diào)試串口獲取節(jié)點當前配置的網(wǎng)絡(luò)信息LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹xLabTools調(diào)試工具EC20AT指令調(diào)試C20模塊的調(diào)試可以通過串口發(fā)送AT指令來實現(xiàn)。為了方便EC20模塊的脫機調(diào)試和操作，這里使用PortHelper串口調(diào)試工具來對EC20模塊進行脫機調(diào)試。EC20AT指令調(diào)試C20模塊的調(diào)試可以通過串口發(fā)送AT指令EC20協(xié)議棧AT指令操作指令功能ATE0打開指令回顯，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+CLIP=1打開來電顯示，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+GSN查詢IMEIAT+CREG=2激活網(wǎng)絡(luò)注冊，接收到“OK”則說明設(shè)置成功AT+CMGF=1設(shè)置短信發(fā)送方式為PDU方式AT+CPIN?查詢查詢SIM卡和PIN碼狀態(tài)，接收到“+CPIN:READYOK”則說明SIM正常，開放式無需密碼AT+COPS=0,2配置網(wǎng)絡(luò)處理方式（自動模式，數(shù)字方式）AT+COPS？查詢，返回“46000”代表是移動，聯(lián)通是“46001”EC20協(xié)議棧AT指令操作指令功能ATE0打開指令回顯，接收EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟一：確認串口配置是否正常EC20模塊的配置方式是通過串口實現(xiàn)的，通過發(fā)送“AT”指令可以確認模塊與控制端的連接是否正常。設(shè)備確認如下：AT//確認串口正常，模塊出廠默認波特率＝115200OK步驟二：查詢EC20串口EC20模塊的串口配置通常固定，但有其他一些LTE模塊的操作串口是可以配置的因此此處需要查詢串口。串口查詢?nèi)缦拢篴t+qurccfg?//查詢URC配置ERROR//無配置步驟三：配置EC20模塊的來電顯示，開啟EC20來電顯示以接收外來的突發(fā)話務(wù)信息。來電配置如下：at+clip=1//開啟來電顯示（開啟）OK//開啟成功EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟一：確認串口配置是否正常EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟四：獲取EC20模塊的IMEIIMEI碼是EC20等LTE模塊的標識碼，IMEI碼類似于EC20模塊的身份證明，在模塊和網(wǎng)絡(luò)識別上有巨大作用。IMEI碼獲取如下：at+gsn//查詢產(chǎn)品序列號標識863010031722189//返回參數(shù)（實際情況下數(shù)值不同）OK步驟五：配置網(wǎng)絡(luò)開關(guān)和注冊方式網(wǎng)絡(luò)配置方式有多種，針對模塊本身模塊可以開啟和關(guān)閉，針對網(wǎng)絡(luò)模式可以配置為通過網(wǎng)絡(luò)注冊方式或本地注冊方式。網(wǎng)絡(luò)配置如下：at+creg=2//網(wǎng)絡(luò)注冊配置（通過本地IP聯(lián)網(wǎng)）OK//配置完成EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟四：獲取EC20模塊的IMEEC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：配置網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)格式不同的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取和識別的方式有所不同，文字信息通常以文本方式傳輸和獲取。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式操作如下：at+cmgf=1//配置消息格式（文本）OK//配置成功步驟七：查詢SIM卡的操作密鑰SIM的操作根據(jù)安全性會設(shè)置安全密鑰或開放，通常情況下是開放模式。查詢SIM卡操作密鑰：at+cpin?//查詢密碼狀態(tài)+CPIN:READY//開放式無需密碼OK//操作完成EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：配置網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)格式EC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：查詢信號質(zhì)量了解SIM卡運營商后可以了解當前運營上的信號強度，通過了解信號強度可以對網(wǎng)絡(luò)操作提供指導(dǎo)。查詢信號質(zhì)量操作如下：AT+CSQ//檢查當?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量，建議該命令空閑時，循環(huán)發(fā)送，以了解網(wǎng)絡(luò)信號狀態(tài)+CSQ:20,99//接收信號強度為20，信道誤碼率為未知或不可測。//接收信號強度為0~31，信道誤碼率為0~7。99代表未知或不可測。OK步驟七：運營商網(wǎng)絡(luò)附著：設(shè)置連接運營商網(wǎng)絡(luò)，完成GPRS網(wǎng)絡(luò)附著。網(wǎng)絡(luò)附著操作如下：AT+CGATT=1//設(shè)置GPRS附著OKEC20的遠程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：查詢信號質(zhì)量EC20