窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT應(yīng)用開發(fā)共性技術(shù)

第1章  概述 1
1．1  窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT簡(jiǎn)介 2
1．1．1  物聯(lián)網(wǎng)連接的分類 2
1．1．2  NB-IoT的起源及簡(jiǎn)明發(fā)展歷程 3
1．1．3  NB-IoT技術(shù)特點(diǎn)及其與其他LPWAN技術(shù)比較 4
1．1．4  為什么NB-IoT會(huì)流行 6
1．2  降低NB-IoT應(yīng)用開發(fā)技術(shù)門檻的基本思路 8
1．2．1  NB-IoT應(yīng)用開發(fā)所面臨的難題 8
1．2．2  解決NB-IoT應(yīng)用開發(fā)所面臨難題的基本思路 9
1．3  本書主要內(nèi)容 9
第2章  NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)的基本要素 13
2．1  建立NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)的基本原則 13
2．2  UE、MPO與HCI的基本定義 13
2．2．1  NB-IoT終端（UE） 14
2．2．2  NB-IoT信息郵局（MPO） 14
2．2．3  NB-IoT人機(jī)交互系統(tǒng)（HCI） 15
2．3  NB-IoT通信過(guò)程與應(yīng)用開發(fā)相關(guān)的基本概念 15
2．3．1  與終端UE相關(guān)的基本概念 15
2．3．2  與信息郵局（MPO）相關(guān)的基本概念 17
2．3．3  與人機(jī)交互系統(tǒng)（HCI）相關(guān)的基本概念 19
2．4  對(duì)NB-IoT通信過(guò)程的簡(jiǎn)明理解 20
2．5  本章小結(jié) 21
第3章  NB-IoT通信快速測(cè)試方法 22
3．1  無(wú)須終端（UE）硬件情況下測(cè)試NB-IoT通信 22
3．2  初步理解整個(gè)通信過(guò)程 25
3．3  金葫蘆IoT-GEC開發(fā)套件基本描述 27
3．3．1  金葫蘆IoT-GEC開發(fā)套件設(shè)計(jì)思想 27
3．3．2  金葫蘆IoT開發(fā)套件硬件組成 28
3．3．3  金葫蘆IoT-GEC開發(fā)套件的文檔與軟件模板 29
3．4  利用金葫蘆IoT-GEC開發(fā)套件理解NB-IoT通信過(guò)程 30
3．4．1  金葫蘆IoT-GEC開發(fā)套件的硬件系統(tǒng)快速測(cè)試方法 30
3．4．2  終端（UE）與人機(jī)交互系統(tǒng)（HCI）通信快速測(cè)試方法 31
3．5  下載與測(cè)試終端用戶程序 32
3．5．1  用戶程序更新軟件AHL-UserPrgUpdate 32
3．5．2  下載過(guò)程中常見的錯(cuò)誤及解決方法 35
3．6  本章小結(jié) 37
第4章  理解NB-IoT的通信過(guò)程 38
4．1  理解終端用戶程序的執(zhí)行過(guò)程 38
4．1．1  開發(fā)終端用戶程序使用的集成開發(fā)環(huán)境 38
4．1．2  終端（UE）中BIOS程序主要功能 39
4．1．3  終端（UE）的用戶程序工程結(jié)構(gòu) 40
4．1．4  User_GEC_Basic主流程及中斷處理程序 42
4．2  初步理解UE與MPO的構(gòu)件UECom 46
4．2．1  UECom構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 46
4．2．2  UECom構(gòu)件的頭文件 47
4．2．3  UECom構(gòu)件的使用方法 53
4．3  理解用戶服務(wù)器偵聽程序US-Monitor的執(zhí)行過(guò)程 55
4．3．1  US-Monitor工程框架 55
4．3．2  US-Monitor的執(zhí)行過(guò)程 56
4．4  初步理解HCI與MPO的通信接口類HCICom 58
4．4．1  HCICom類的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 58
4．4．2  HCICom類的屬性、方法和事件 60
4．4．3  HCICom類的使用方法 62
4．5  理解數(shù)據(jù)入庫(kù)過(guò)程 63
4．5．1  查看數(shù)據(jù)庫(kù)與表的簡(jiǎn)單方法 63
4．5．2  各數(shù)據(jù)表的用途 64
4．5．3  操作數(shù)據(jù)庫(kù)的基本編程方法 66
4．6  本章小結(jié) 67
第5章  基于云轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的“照葫蘆畫瓢”樣例 68
5．1  功能需求：增加熱敏傳感器 68
5．2 “照葫蘆畫瓢”：終端用戶程序的更改 70
5．2．1  終端用戶程序“畫瓢處”的查找、確認(rèn) 70
5．2．2  終端用戶程序內(nèi)容修改 71
5．3 “照葫蘆畫瓢”：US-Monitor的更改 73
5．3．1  US-Monitor程序“畫瓢處”的查找、確認(rèn) 73
5．3．2  US-Monitor程序內(nèi)容的修改 74
5．4  聯(lián)合測(cè)試及自我練習(xí) 76
5．4．1  聯(lián)合測(cè)試 76
5．4．2  自我練習(xí) 77
5．5  本章小結(jié) 77
第6章  云服務(wù)器偵聽程序CS-Monitor 78
6．1  云服務(wù)器偵聽程序CS-Monitor涉及的技術(shù)基礎(chǔ) 78
6．1．1  云服務(wù)器偵聽程序CS-Monitor的概念 78
6．1．2  WebSocket協(xié)議概述 79
6．1．3  JSON格式 80
6．2  開發(fā)CS-Monitor程序的基本條件 80
6．2．1  申請(qǐng)與登錄遠(yuǎn)程云服務(wù)器 80
6．2．2  在云服務(wù)器CS上安裝必要的軟件 82
6．3  運(yùn)行CS-Monitor編程模板 83
6．3．1  確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)端口是否已對(duì)外開放 83
6．3．2  復(fù)制CS-Monitor工程與數(shù)據(jù)庫(kù) 84
6．3．3  修改AHL．xml文件中有關(guān)連接配置 85
6．3．4  修改UE程序的發(fā)送地址 85
6．3．5  運(yùn)行CS-Monitor程序 86
6．4  基本理解CS-Monitor編程模板 88
6．4．1  CS-Monitor編程模板的工程框架 89
6．4．2  CS-Monitor編程模板的自動(dòng)執(zhí)行流程 91
6．4．3  WebSocket服務(wù)器與客戶端的通信 101
6．4．4  CS-Monitor編程模板按鍵事件的解析 107
6．5  CS-Monitor程序的“照葫蘆畫瓢” 109
6．6  本章小結(jié) 110
第7章  通過(guò)PC客戶端的數(shù)據(jù)訪問 111
7．1  運(yùn)行CS-Client及觀察自己的NB-IoT終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 111
7．1．1  直接運(yùn)行CS-Client編程模板 111
7．1．2  觀察NB-IoT終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 114
7．2  基本理解CS-Client的編程模板 115
7．2．1  CS-Client編程模板的結(jié)構(gòu) 115
7．2．2  PC客戶端模板執(zhí)行流程 116
7．2．3  主要按鍵事件的實(shí)現(xiàn) 122
7．3  CS-Client程序的“照葫蘆畫瓢” 125
7．4  本章小結(jié) 126

第8章　通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)訪問 128
8．1  運(yùn)行Web網(wǎng)頁(yè)及觀察NB-IoT終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 128
8．1．1  打開NB-IoT的Web網(wǎng)頁(yè)方法 128
8．1．2  觀察NB-IoT終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 129
8．2  基本理解NB-IoT的Web網(wǎng)頁(yè)模板 130
8．2．1  NB-IoT的Web網(wǎng)頁(yè)模板的工程結(jié)構(gòu) 130
8．2．2  NB-IoT的Web網(wǎng)頁(yè)模板功能分析 131
8．2．3  通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)訪問過(guò)程 132
8．2．4  NB-IoT的Web網(wǎng)頁(yè)編程的進(jìn)一步討論 140
8．3  NB-Web網(wǎng)頁(yè)的“照葫蘆畫瓢” 142
8．4  本章小結(jié) 144
第9章　通過(guò)微信小程序的數(shù)據(jù)訪問 145
9．1  運(yùn)行已發(fā)布的NB-IoT微信小程序 145
9．1．1  直接運(yùn)行微信小程序模板 145
9．1．2  觀察自己的NB-IoT終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 146
9．2  在開發(fā)環(huán)境中運(yùn)行NB-IoT微信小程序 147
9．2．1  前期準(zhǔn)備 147
9．2．2  運(yùn)行NB-IoT微信小程序 148
9．3  基本理解NB-IoT的微信小程序模板 151
9．3．1  NB-IoT的微信小程序模板工程結(jié)構(gòu) 151
9．3．2  NB-IoT的微信小程序模板開發(fā)過(guò)程 153
9．3．3  NB-IoT的微信小程序的運(yùn)行分析 156
9．4  NB-IoT微信小程序編程的進(jìn)一步討論 158
9．4．1  微信小程序的函數(shù)執(zhí)行流程 158
9．4．2  微信小程序的WebSocket連接 160
9．4．3  數(shù)據(jù)的處理與使用 162
9．4．4  組件模板 166
9．5 “照葫蘆畫瓢”：開發(fā)自己的NB-IoT微信小程序 167
9．5．1 “照葫蘆畫瓢”：實(shí)現(xiàn)新增溫度的添加 168
9．5．2 “照葫蘆畫瓢”：動(dòng)態(tài)組件的生成 170
9．5．3 “照葫蘆畫瓢”：添加一個(gè)頁(yè)面功能 170
9．5．4 “照葫蘆畫瓢”：導(dǎo)航菜單的創(chuàng)建 171
9．6  NB-IoT微信小程序模板的發(fā)布 171
9．7  本章小結(jié) 172
第10章　通過(guò)Android APP的數(shù)據(jù)訪問 173
10．1  查看已發(fā)布的NB-IoT的Android APP 173
10．1．1  直接運(yùn)行Android APP模板 173
10．1．2  觀察自己的NB-IoT終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 174
10．2  在開發(fā)環(huán)境中運(yùn)行NB-IoT的Android APP 175
10．2．1  開發(fā)環(huán)境的安裝 175
10．2．2  項(xiàng)目導(dǎo)入并編譯運(yùn)行 175
10．3  基本理解NB-IoT的Android APP模板 177
10．3．1  NB-IoT的Android APP開發(fā)環(huán)境 177
10．3．2  NB-IoT的Android APP模板工程結(jié)構(gòu) 178
10．3．3  NB-IoT的Android APP模板的執(zhí)行過(guò)程 180
10．4  NB-IoT的Android APP編程的更深入討論 185
10．4．1  APP函數(shù)執(zhí)行流程 185
10．4．2  WebSocket連接的建立 185
10．4．3  WebSocket數(shù)據(jù)處理 187
10．5 “照葫蘆畫瓢”：開發(fā)自己的NB-IoT的Android APP 189
10．5．1 “照葫蘆畫瓢”：實(shí)現(xiàn)新增溫度的添加 190
10．5．2 “照葫蘆畫瓢”：動(dòng)態(tài)生成控件 191
10．6  本章小結(jié) 193
第11章  通用嵌入式計(jì)算機(jī)的概念與組成 194
11．1  提出GEC概念的緣由 194
11．1．1  物聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)方式存在的問題與解決辦法 194
11．1．2  提出GEC概念的時(shí)機(jī)、GEC的定義與特點(diǎn) 195
11．1．3  GEC在NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)中的位置 197
11．2  GEC的硬件實(shí)例 198
11．2．1  金葫蘆IoT-GEC型號(hào)含義 198
11．2．2  金葫蘆AHL-A系列硬件組成 199
11．2．3  金葫蘆AHL-A系列引腳圖 202
11．2．4  金葫蘆AHL-A系列引腳功能表 203
11．3  GEC內(nèi)的BIOS與User程序框架 205
11．3．1  GEC內(nèi)的BIOS與User程序功能劃分 205
11．3．2  User程序軟件框架 207
11．3．3  GEC中的三類構(gòu)件 209
11．4  本章小結(jié) 210
第12章  GEC常用基礎(chǔ)構(gòu)件 211
12．1  GPIO構(gòu)件 211
12．1．1  GPIO構(gòu)件的知識(shí)要素 211
12．1．2  GPIO構(gòu)件的API 213
12．1．3  GPIO構(gòu)件API的測(cè)試方法 215
12．2  UART構(gòu)件 221
12．2．1  UART構(gòu)件的知識(shí)要素 221
12．2．2  UART構(gòu)件的API 223
12．2．3  UART構(gòu)件API的測(cè)試方法 225
12．3  ADC構(gòu)件 227
12．3．1  ADC構(gòu)件的知識(shí)要素 227
12．3．2  ADC構(gòu)件的API 229
12．3．3  ADC構(gòu)件API的測(cè)試方法 229
12．4  Flash構(gòu)件 231
12．4．1  Flash構(gòu)件的知識(shí)要素 231
12．4．2  Flash構(gòu)件的API 232
12．4．3  Flash構(gòu)件API的測(cè)試方法 234
12．5  I2C構(gòu)件 235
12．5．1  I2C構(gòu)件的知識(shí)要素 235
12．5．2  I2C構(gòu)件的API 240
12．5．3  I2C構(gòu)件API的測(cè)試方法 242
12．6  SPI構(gòu)件 244
12．6．1  SPI構(gòu)件的知識(shí)要素 244
12．6．2  SPI構(gòu)件的API 247
12．6．3  SPI構(gòu)件API的測(cè)試方法 249
12．7  PWM構(gòu)件 250
12．7．1  PWM構(gòu)件的知識(shí)要素 251
12．7．2  PWM構(gòu)件的API 253
12．7．3  PWM構(gòu)件API的測(cè)試方法 254
12．8  本章小結(jié) 255
第13章  基于GEC的UE軟/硬件設(shè)計(jì)過(guò)程 256
13．1  輸入/輸出分析 256
13．1．1  輸入/輸出的共性分析 256
13．1．2  輸入/輸出的個(gè)性分析 257
13．2  快速規(guī)范的硬件評(píng)估 258
13．2．1  復(fù)制User工程框架 258
13．2．2  編程評(píng)估各硬件單元 259
13．3  硬件原理圖繪制與PCB電路板制作 270
13．3．1  構(gòu)件化硬件原理圖繪制的簡(jiǎn)明規(guī)則 270
13．3．2  PCB布板的簡(jiǎn)明規(guī)則 274
13．4  功能軟件的設(shè)計(jì)與測(cè)試 277
13．4．1  功能需求 277
13．4．2  GEC硬件需求 277
13．4．3  軟件設(shè)計(jì) 277
13．4．4  軟件測(cè)試 280
13．5  本章小結(jié) 281
第14章  UECom構(gòu)件與HCICom類解析 282
14．1  UECom構(gòu)件的設(shè)計(jì)與解析 282
14．1．1  UECom構(gòu)件的基本實(shí)現(xiàn)過(guò)程 282
14．1．2  UECom構(gòu)件主要函數(shù)的執(zhí)行流程及代碼解析 286
14．1．3  UECom構(gòu)件的應(yīng)用流程 294
14．2  HCICom類的設(shè)計(jì)與解析 295
14．2．1  HCICom類的成員變量 295
14．2．2  理解HCICom類的對(duì)外方法 295
14．2．3  HCICom類的應(yīng)用流程 301
14．3  本章小結(jié) 301
第15章  基于GEC的NB-IoT應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)實(shí)例 303
15．1  基于NB-IoT的實(shí)驗(yàn)室管家 303
15．1．1  LBS的輸入/輸出分析 303
15．1．2  LBS的硬件評(píng)估 305
15．1．3  LBS功能軟件設(shè)計(jì)與測(cè)試 310
15．2  基于NB-IoT的多傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 316
15．2．1  TE傳感器輸入/輸出分析 316
15．2．2  TE傳感器的硬件評(píng)估 318
15．2．3  TE傳感器軟件設(shè)計(jì)與測(cè)試 325
15．3  不同系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試及總結(jié) 330
15．3．1  實(shí)驗(yàn)室管家系統(tǒng)的聯(lián)合測(cè)試 330
15．3．2  多傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的聯(lián)合測(cè)試 331
15．3．3  軟/硬件協(xié)同測(cè)試共性總結(jié) 332
15．4  本章小結(jié) 332
第16章　進(jìn)一步討論 334
16．1  新增部件基本方法 334
16．1．1  新增部件的構(gòu)件制作 334
16．1．2  新增部件的測(cè)試方法 339
16．2  NB-WSN網(wǎng)關(guān) 343
16．2．1  NB-WSN網(wǎng)關(guān)的功能 343
16．2．2  NB-WSN網(wǎng)關(guān)實(shí)例 343
16．2．3  基于NB-WSN網(wǎng)關(guān)的NB-IoT應(yīng)用架構(gòu) 344
16．3  通信模組與MCU的更換問題 345
16．3．1  通信模組的更換問題 345
16．3．2  MCU的更換問題 345
16．4  安全問題 345
16．4．1  NB-IoT應(yīng)用產(chǎn)品的安全需求分析 345
16．4．2  基于金葫蘆NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)的加密方法 347
16．5  實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的融入問題 347
16．5．1  RTOS的基本作用、選擇與使用場(chǎng)景 348
16．5．2  RTOS中與任務(wù)相關(guān)的基本概念 348
16．5．3  RTOS下編程的一般步驟 353
16．6  本章小結(jié) 354
附錄A　開發(fā)語(yǔ)言概要 355
附錄B　終端（UE）涉及的文檔 397
附錄C　人機(jī)交互系統(tǒng)（HCI）涉及的文檔 416
附錄D　HTU21D溫濕度傳感器中文技術(shù)手冊(cè) 459
附錄E　術(shù)語(yǔ)和縮寫 473
參考文獻(xiàn) 475