一、nb-iot简介

　　万物互联的时代正以极其迅速的脚步走进我们的生活，据估计2020年大约有500亿台设备连接到互联网。而实现万物互联的基础之一在于安全、可靠的数据传输。随着5g技术方案逐渐落地，世界各地巨头支持的nb-iot(窄带蜂窝物联网)首当其冲无疑是物联网无比渴望的一个强有力的蜂窝基础网络，市场前景广阔，应用场景丰富。nb-iot或将成为热的创客发展方向。

　　nb-iot(narrowband internet of thing)采用超窄带、重复传输、精简网络协议等设计，以牺牲一定速率、时延、移动性性能，获取面向lwpa物联网的承载能力。nb-iot作为一种新的窄带蜂窝通信lpwan(低功耗广域网)解决方案，将给物联网行业带来巨大的变革与创新。该解决方案具有诸多优势：

　　覆盖广且深：比gprs覆盖增强20db+;

　　低功耗：基于aa电池，使用寿命可超过10年;

　　低成本;

　　强连接：50k+用户容量/200khz小区。

　　nb-iot技术的六大主要应用场景恰恰是现有移动通信很难支持的场景，包括位置跟踪、环境监测、智能泊车、远程抄表、农业和畜牧业这些场景。市场研究公司machina预测，nb-iot未来将覆盖25%的物联网连接。

　　二、调研过程

　　调研所需的nb-iot模块采购于上海移远通信技术股份有限公司 ，由于我们sim卡电信合作方较积极，而且公司附近已布置电信nb-iot基站，故采购了一款适用于电信的模块。

　　浏览资料发现，nb-iot当前各运营商支持的频段主要由以下3中：电信支持 800mhz(实际上该频段处于 bc95-b5 的 850mhz 频段范围内)，移动支持 900mhz，联通支持 900mhz 和 1800mhz。要使其与电信的频段相匹配，故用code loader user guide工具更新新固件bc95ha-02-std_850。

　　更新完固件之后，需插上sim卡，然后写imei号，过程如下：先执行 at+cfun=0 命令，然后再执行 at+ntsetid=1,……设置 imei 号。设置后执行 at+cgsn=1 查询是否设置成功。imei 号只能设置一次。(imei 号获取：模块标签上写的 imei )。

　　bc95 模块从 b656 版本开始增加了扰码(scrambling)控制功能，此功能可通过 at 命令进行控制。模块出厂默认开启此功能，此时基站(base transceiver station)也需要开启扰码功能，否则模块搜不到信号，无法连接基站。若关闭扰码功能，此时基站也需要关闭扰码功能，模块才可连接基站。由于不知基站是否开启扰码功能，故在接下来步骤之前，进行了这两种尝试，确定其状态。

　　接下来的步骤是附着网络，具体过程如下：

　　the following shows a simple example to manually attach the network.

　　neul //module is powered on, wait for 3 seconds.

　　ok

　　at+cgsn=1 //query the imei number. if only error is returned, you

　　need to write the imei.

　　+cgsn: 863703030308352

　　ok

　　at+cfun=1 //configure the level of functionality in the mt.

　　ok

　　at+cimi //query the imsi and wait for 4 seconds after executing

　　at+cfun=1.

　　460012345678966

　　ok

　　at+nband? //query the band information, set bc95-cm/b8 to band 8,

　　bc95-sl/b5 to band 5, and bc95-vf/b20 to band 20.

　　execute at+nband=n to set the frequency band. it will take

　　effect after restart.

　　+nband:5

　　ok

　　at+cgdcont=1,“ip”,“h” //configuration pdp.

　　ok

　　at+cgatt=1 //activate the network.

　　ok

　　at+csq //query current signal quality.

　　+csq:24,99

　　ok

　　at+cgatt? //query whether network is activated, +cgatt:1 means

　　activated successfully. and wait for some time.

　　+cgatt:1

　　ok

　　at+cereg? //query current eps network registration status: registered.

　　+cereg:0,1

　　ok

　　at+cscon? //query the signaling connection status, 1 means connect, 0

　　means idle.

　　+cscon:0,0//使用手册上的状态是+cscon:0,1

　　ok

　　附着网络之后，便可以发送消息了。消息的发送可以有2种方式：1、coap messages 2、udp messeages。由于之前有过<a href="http://bbs/citiao-xinpian-%3ca%20href=" http:="" bbs="" citiao-xinpian-sim800.html"="" target="_blank" class="relatedlink" style="overflow-wrap: break-word; word-break: break-all; color: rgb(128, 128, 128); text-decoration-line: none; border-bottom: 1px dotted blue;">sim800a.html" target="_blank" class="relatedlink">sim800a的调试经验，并且手上可以搭建现成的udp服务器，故采用了方式二的方式，具体过程如下：

　　at+nsocr= dgram,17,4400,1 //create socket

　　0

　　ok

　　at+nsost=0,123.57.41.13,4400,3,112233//send messages

　　0,3

　　ok

　　+nsonmi:0,4 //receive messages

　　at+nsorf=0,4 //read messages

　　0,123.57.41.13,4400,4,60a041c7,0

　　ok

　　at+nsocl=0 //close socket

　　ok

　　nb-iot工作状态有如下特点：

　　1.三种连接状态下，均可发送上行数据(coap/udp);idle 下发送数据，模块会进入 connect 状态sm 下发送是数据会唤醒模块，进入 connect，或者当 tau 超时，模块唤醒，进入 connect。

　　2.idle下，可接收下行数据，模块进入 connect 状态，psm 下不接收下行数据。

　　3.tau的时长是指从进入 idle 开始一直到 psm 模式结束。

　　通过对nb-iot模块的多次测试，可以得出以下结论：

　　1、低功耗：由上图可以看出nb-iot模块可以工作在3种状态，以便节约功耗。在psm模式下大耗流为 5ua，在idle模式下大约为6ma。根据tr45.820的仿真数据，5wh的电池每天发送200bytes的数据，预计可使用12.8年。故可用于开发置于高山荒野偏远地区的设备。

　　2、强链接：在同一基站的情况下，nb-iot可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。这就意味着我们可以在一个不太大的空间，放置更多设备而互相又不会有干扰。

　　3、广覆盖：将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，nb-iot比现有的网络增益20db，相当于提升了100倍覆盖区域的能力。对于地下车库、井盖这些需要安装数据采集装置的地方，nb-iot更加适用于使用3g/4g无线模块或 433mhz的无线装置的场合。

　　4、低成本：无论是模块成本，还是供电、通讯运营成本都比其他无线装置便宜。随着nb-iot的发展，单个连接模块的预期价格不超过5美元，甚至会低至2美元。近期，电信发布了nb-iot的包年套餐，只需要20元。