物聯(lián)網(wǎng)長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)4.2LTE無(wú)線通信技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具課件

1、第4章 LTE無(wú)線通信技術(shù)開(kāi)發(fā)4.2 LTE無(wú)線通信技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具EC20模塊EC20 AT指令LTE網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工具任務(wù)目標(biāo)以智慧交通項(xiàng)目為例對(duì)LTE節(jié)點(diǎn)所組建的智慧交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工程編輯和調(diào)試，并使用官方和企業(yè)調(diào)試工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(guò)程。開(kāi)發(fā)場(chǎng)景LTE網(wǎng)絡(luò)在智慧交通系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作時(shí)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(huì)造成車(chē)輛獲取的城市信息錯(cuò)誤，可能造成新的城市擁堵。而是市場(chǎng)LTE網(wǎng)絡(luò)也確實(shí)會(huì)受到城市環(huán)境的影響，受影響的清空主要時(shí)多徑效應(yīng)，即：信號(hào)受城市大樓阻隔，信號(hào)將會(huì)受大樓反射，地面反射等影響使得信號(hào)不能夠

2、同時(shí)到達(dá)LTE設(shè)備，從而造成信號(hào)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)。BC95模塊介紹EC20是移遠(yuǎn)通信最近推出的LTE Cat.3模塊；采用LTE 3GPP Rel.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(yuǎn)通信UMTS/HSPA+ UC20模塊，實(shí)現(xiàn)了3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫切換。 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(duì)空間的需求。MIMO技術(shù)滿足無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)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(jī)，滿足不同環(huán)境條件下對(duì)快速、精準(zhǔn)定位的需求。輕松實(shí)現(xiàn)3G與4G網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫

3、切換。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(guò)將無(wú)線模塊和微處理器結(jié)合的方式可以實(shí)現(xiàn)功能完成的無(wú)線節(jié)點(diǎn)的組建。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(gè)AT命令行中只能包含一條AT指令；對(duì)于AT指令的發(fā)送，除AT兩個(gè)字符外，最多可以接收1056個(gè)字符的長(zhǎng)度（包括最后的空字符）。功能寫(xiě)法含義測(cè)試指令A(yù)T+=?獲取該指令下可能的參數(shù)值讀指令A(yù)T+?讀取當(dāng)前指令參數(shù)設(shè)置指令A(yù)T+=P1,P2,P3設(shè)置指令參數(shù)執(zhí)行指令A(yù)T+指令指令EC20模塊與AT指令EC20模塊五方面的AT指令，分別是查詢指令

4、，SIM配置指令，短信指令、話務(wù)指令和網(wǎng)絡(luò)指令。LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹IAR開(kāi)發(fā)工具LiteB-LTE無(wú)線節(jié)點(diǎn)集成ARM Cortex-M3 STM32F103處理器，可以采用IAR Embedded Workbench for ARM開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹J-Flash ARM工具J-Flash ARM工具是IAR提供的燒寫(xiě)工具，通過(guò)該工具可以實(shí)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ZCloudTools協(xié)議工具ZCloudTools工具是一款企業(yè)開(kāi)發(fā)一款無(wú)線傳感網(wǎng)綜合分析測(cè)試工具，提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、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

5、能。LTE網(wǎng)絡(luò)工具介紹xLabTools調(diào)試工具xLabTools工具可以通過(guò)LTE節(jié)點(diǎn)的調(diào)試串口獲取節(jié)點(diǎn)當(dāng)前配置的網(wǎng)絡(luò)信息EC20AT指令調(diào)試C20模塊的調(diào)試可以通過(guò)串口發(fā)送AT指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了方便EC20模塊的脫機(jī)調(diào)試和操作，這里使用PortHelper串口調(diào)試工具來(lái)對(duì)EC20模塊進(jìn)行脫機(jī)調(diào)試。EC20協(xié)議棧AT指令操作指令功能ATE0打開(kāi)指令回顯，接收到“OK”則說(shuō)明設(shè)置成功AT+CLIP=1打開(kāi)來(lái)電顯示，接收到“OK”則說(shuō)明設(shè)置成功AT+GSN查詢IMEIAT+CREG=2激活網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，接收到“OK”則說(shuō)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S

6、IM卡和PIN碼狀態(tài)，接收到“+CPIN: READY OK”則說(shuō)明SIM正常，開(kāi)放式無(wú)需密碼AT+COPS=0,2配置網(wǎng)絡(luò)處理方式（自動(dòng)模式，數(shù)字方式）AT+COPS？查詢，返回“46000”代表是移動(dòng)，聯(lián)通是“46001”EC20的遠(yuǎn)程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟一：確認(rèn)串口配置是否正常EC20模塊的配置方式是通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)發(fā)送“AT”指令可以確認(rèn)模塊與控制端的連接是否正常。設(shè)備確認(rèn)如下：AT /確認(rèn)串口正常，模塊出廠默認(rèn)波特率115200 OK 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+qur

7、ccfg? /查詢URC配置ERROR /無(wú)配置步驟三：配置EC20模塊的來(lái)電顯示，開(kāi)啟EC20來(lái)電顯示以接收外來(lái)的突發(fā)話務(wù)信息。來(lái)電配置如下：at+clip=1 /開(kāi)啟來(lái)電顯示（開(kāi)啟）OK /開(kāi)啟成功EC20的遠(yuǎn)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(biāo)識(shí)碼，IMEI碼類(lèi)似于EC20模塊的身份證明，在模塊和網(wǎng)絡(luò)識(shí)別上有巨大作用。IMEI碼獲取如下：at+gsn /查詢產(chǎn)品序列號(hào)標(biāo)識(shí)863010031722189 /返回參數(shù)（實(shí)際情況下數(shù)值不同）OK步驟五：配置網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)和注冊(cè)方式網(wǎng)絡(luò)配置方式有多種，針對(duì)模塊本身模塊可以開(kāi)啟和關(guān)閉，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)模式可以配置

8、為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)方式或本地注冊(cè)方式。網(wǎng)絡(luò)配置如下：at+creg=2 /網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)配置（通過(guò)本地IP聯(lián)網(wǎng)）OK /配置完成EC20的遠(yuǎn)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(shí)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(huì)設(shè)置安全密鑰或開(kāi)放，通常情況下是開(kāi)放模式。查詢SIM卡操作密鑰：at+cpin? /查詢密碼狀態(tài) +CPIN: READY /開(kāi)放式無(wú)需密碼OK /操作完成EC20的遠(yuǎn)程連接與數(shù)據(jù)收發(fā)步驟六：查詢信號(hào)質(zhì)量了解SIM卡

9、運(yùn)營(yíng)商后可以了解當(dāng)前運(yùn)營(yíng)上的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)了解信號(hào)強(qiáng)度可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作提供指導(dǎo)。查詢信號(hào)質(zhì)量操作如下：AT+CSQ /檢查當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量，建議該命令空閑時(shí)，循環(huán)發(fā)送，以了解網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀態(tài) +CSQ: 20,99 /接收信號(hào)強(qiáng)度為20，信道誤碼率為未知或不可測(cè)。 /接收信號(hào)強(qiáng)度為031，信道誤碼率為07。99代表未知或不可測(cè)。 OK 步驟七：運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)附著：設(shè)置連接運(yùn)營(yíng)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 OK EC20的遠(yuǎn)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(dòng)模式和自動(dòng)模式，同時(shí)來(lái)需要配置連接碼格式，通常為數(shù)字格式

10、，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(dòng)模式，數(shù)字方式） OK /操作成功 at+cops? /查詢當(dāng)前配置 +COPS: 0,2,46000,7 /自動(dòng)模式，數(shù)字方式，操作字符格式，無(wú)線入網(wǎng)OK /操作完成項(xiàng)目實(shí)踐（工具使用）本項(xiàng)目主要包括以下工具的學(xué)習(xí)：1）IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境：主要用于程序開(kāi)發(fā)、調(diào)試。2）J-Flash ARM：主要用于程序的燒寫(xiě)固化。3）ZCloudTools：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D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(diǎn)數(shù)據(jù)包分析和模擬。5）PortHelper：串口調(diào)試助手。項(xiàng)目實(shí)踐（工具使用）1）ZCloudTools可以完成LTE網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的監(jiān)測(cè)：2）ZCloudTools可以完成節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的監(jiān)測(cè)。項(xiàng)目實(shí)踐（工具使用）1）xLabTools工具可以讀取和修改LTE節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。2）xLabT