Pico-SIM7020C-NB-IoT

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SIM7020C NB-IoT HAT
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功能简介
特性 Pico NB-IoT扩展
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 UART

说明

产品介绍

产品概述

本产品是一款具有 NB-IoT (窄带物联网) 功能的树莓派 Pico 扩展板，国内 NB-IoT 全网通，串口 AT 指令控制，支持 HTTP/MQTT/LWM2M/COAP 等协议通信。具有低延迟、低功耗、广覆盖和低成本等优点，非常适用于如智能仪表、资产跟踪和远程监控等物联网应用。

产品特性

  • 板载 Raspberry Pi Pico 接口，适用于 Raspberry Pi Pico 系列主板
  • UART 接口通信，串口 AT 指令控制，支持多种通信协议和多个云平台
  • 板载 3.7V 锂电池接口及充电电路，可外接可充电锂电池实现外部供电，支持边充边放
  • 板载 2 个 LED 指示灯，方便查看模块运行状态
  • 板载 nano SIM 卡槽，国内支持电信/联通/移动的 NB-IoT 专用卡
  • 提供完善的配套资料手册 (MicroPython 示例程序和使用手册等)

产品参数

产品型号

SIM7080G

SIM7020C / SIM7020E

工作频段

NB-IoT

B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/B13/B18/B19/
B20/B25/B26/B28/B66/B71/B85

SIM7020C：
LTE-FDD：B1/B3/B5/B8
SIM7020E： LTE-FDD：B1/B3/B5/B8/B20/B28

Cat-M

B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/B13/B14/B18/
B19/B20/B25/B26/B27/B28/B66/B85

不支持

GNSS

GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo

不支持

适用地区

全球通用

SIM7020C：中国
SIM7020E：欧洲/非洲/澳洲/东南亚

数据传输

NB-IoT(Kbps)

136(DL)/150(UL)

26.15(DL)/62.5(UL)

Cat-M(Kbps)

589(DL)/1119(UL)

-

其他参数

通信协议

TCP/UDP/HTTP/HTTPS/TLS/DTLS/PING/LWM2M/COAP/MQTT 等

供电方式

通过锂电池接口或 Raspberry Pi Pico 的 USB 口

锂电池接口

3.7V ~ 4.2V

逻辑电平

3.3V

单模组耗流

空闲模式：10mA

空闲模式：5.6mA

休眠模式：1.2mA

休眠模式：0.4mA

PSM 模式：3.2uA

PSM 模式：3.4uA

指示灯

NET：网络指示灯
Charge：充电指示灯

开关

锂电池供电开关

SIM 卡

NB-IoT / Cat-M卡 (仅支持 1.8V)

NB卡（1.8V / 3V）

天线接口

LTE、GNSS

LTE

产品尺寸

73.5 × 24.00mm

接口定义

Pico-SIM7020C-NB-IoT-details-inter.jpg

产品尺寸

Pico-SIM7020C-NB-IoT-details-size.jpg

示例演示

程序下载

cd ~
sudo wget  https://www.waveshare.net/w/upload/5/5d/Pico-SIM7020X-NB-loT-Demo-Code.zip
unzip Pico-SIM7020X-NB-loT-Demo-Code.zip
cd ~/Pico-SIM7020X-NB-loT-Demo-Code

python

HTTP

在本实例中，Raspberry Pico通过NB-IoT连接上互联网，通过HTTP GET获取到 获取到天气网站的天气信息，同时把 Pico 上的温度信息 通过HTTP POST 推送到服务器上。
用户可以通过网页访问，查看实时上传的数据。大致的软件示意图如下所示：
Pico-SIM7020-HTTP-demo-diagram.png

硬件准备

按下图所示，把Pico-SIM7020X-NB-IoT模块焊接上排座或排针，然后接入Pico主板、电池、天线和NB-IoT卡：
Pico-SIM7020X-NB-IoT-connection.png

服务器网页部署

以 http://pico.wiki/esp-chart.php 为例。其软件框图大致如下图所示：
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-2.png
1、服务器搭建php，mysql等环境，创建数据库文件，比如：

  • 数据库：example_esp_data
  • 密码：your_password
  • 用户名：your_username
  • 创建数据库表：
CREATE TABLE Sensor (
   id INT(6) UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
   value1 VARCHAR(10),
   value2 VARCHAR(10),
   value3 VARCHAR(10),
   reading_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP)

2、服务器端的php示例文件，有post-data.php 和 esp-chart.php

  • post-data.php：HTTP POST的API接口，SIM7020X模块可以通过调用此API接口，往服务器POST数据。
  • esp-chart.php：用户端访问的网页，可通过此页面获取到SIM7020X上传的最新数据，并通过图表展示出来。

Pico端软件设置

1、参考教程：Template:Raspberry Pi Pico Quick Start 选择在 Windows 或 树莓派 系统下运行MicroPython开发环境
（推荐选用Windows 开发环境，下文以Windows开发环境为例）。
2、下载Python例程：Pico-SIM7020X-NB-loT-HTTP.py ，代码部分预览如下：

  • HTTP GET部分：
def httpGetTest():
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPCREATE=\"http://api.seniverse.com\"")    #Create HTTP host instance
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPCON=0")           #Connect server
   sendCMD_waitRespLine("AT+CHTTPSEND=0,0,\"/v3/weather/now.json?key=SwwwfskBjB6fHVRon&location=shenzhen&language=en&unit=c\"")  #send HTTP request
   waitResp()
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPDISCON=0")      #Disconnected from server
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPDESTROY=0")      #Destroy HTTP instance
  • HTTP POST部分：
def httpPostTest():
   global i
   i=i+1
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPCREATE=\"http://pico.wiki/post-data.php\"")    #Create HTTP host instance
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPCON=0")           #Connect server
   sendCMD_waitRespLine("AT+CHTTPSEND=0,1,\"/post-data.php\",4163636570743a202a2f2a0d0a436f6e6e656374696f6e3a204b6565702d416c6976650d0a557365722d4167656e743a2053494d434f4d5f4d4f44554c450d0a,\"application/x-www-form-urlencoded\","+str_to_hexStr("api_key=tPmAT5Ab3j888&value1="+str(temperature)+"&value2="+str(ADC0_reading)+"&value3="+str(i)))  #send HTTP request
   waitResp()
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPDISCON=0")      #Disconnected from server
   sendCMD_waitResp("AT+CHTTPDESTROY=0")      #Destroy HTTP instance

更多关于SIM7020X模组HTTP应用文档内容，请见：SIM7020_Series_HTTP_Application_Note_V1.02.pdf

3、把连接好 Pico-SIM7020X-NB-IoT 模块的Pico主板，通过USB连接到电脑上。

  • 运行Thonny软件，选择MicroPython(Raspberry Pi Pico)，打开示例程序的路径。
  • 先点击Stop(序号1)，最后点击Run(序号2)按钮，开始运行程序，可通过Shell窗口(序号3)查看运行结果，如下图所示：Pico-SIM7020X-NB-IoT-Run-Code.png

4、你可以通过Thonny软件查看、修改、或者运行调试代码。

  • 如果代码最终敲定，想要脱机自动运行的话，可以选择 File -> Save as -> Raspberry Pi Pico，另存为 main.py。
    Pico-Save-as-main py.png

运行现象

运行Pico-SIM7020X-NB-loT-HTTP.py，则Pico可以开始通过HTTP GET 天气网站的天气信息，同时可以将Pico主板上的温度通过HTTP POST到pico.wiki上。
此时，我们通过网页访问http://pico.wiki/esp-chart.php，网页可以以图表的形式直接展示出实时上传的数据。如下图所示：
Pico-SIM7020X-NB-IoT-HTTP-GET-Result.png
Pico-SIM7020X-NB-IoT-HTTP-POST-Result.png

TCP

实例说明

该例程展示了Raspberry Pico如何通过NB-IoT网络创建TCP客户端连接远端的服务器，向服务器发送请求。本示例采用的是测试的TCP服务器，该服务器会返回您发送过去的信息。
SIM7020 TCPIP 支持多路 client 和一路 TCP server 架构，共支持 6 路 sockets，包括 TCP 或者 UDP。
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-4.png

代码简析

  • 定义TCP服务器IP及端口
ServerIP = '118.190.93.84'
Port = '2317'
  • Pico-SIM7020C-NB-IoT模块联网测试
#AT commands test
def atCommandTest():
   sendCMD_waitRespLine("AT")                     #Test connection
   sendCMD_waitRespLine("ATE1")                #Set command echo mode
   sendCMD_waitRespLine("AT+CGMM")
   sendCMD_waitRespLine("AT+CPIN?")        #whether some password is required or not
   sendCMD_waitRespLine("AT+CSQ")          #received signal strength
   sendCMD_waitRespLine("AT+CGREG?")        #the registration of the ME.
   sendCMD_waitRespLine("AT+CGATT?")       #GPRS Service’s status
   sendCMD_waitRespLine("AT+CGACT?")       #PDN active status
   sendCMD_waitRespLine("AT+COPS?")       #Query Network information
   sendCMD_waitRespLine("AT+CGCONTRDP")       #Attached PS domain and got IP address automatically
  • 向TCP服务器发送请求
def tcpclientTest():
   sendCMD_waitRespLine("AT+CSOC=1,1,1")    #create TCP socket 
   sendCMD_waitRespLine("AT+CSOCON=0,"+Port+",\""+ServerIP+"\"")    #socket_id = 0,connect TCP server
   sendCMD_waitRespLine("AT+CSOSEND=0,0,\"Hello,World\"")    #send TCP data
   sendCMD_waitRespLine("AT+CSOCL=0")    #close TCP socket
  • 当接收到服务器返回的数据需要对十六进制的字符串进行转换
if send_data in uart.readline().decode():
   print((uart.readline()).decode())
   print((uart.readline()).decode())
   word = (uart.readline()).decode().split(',') #hexStr_to_str
   get_word = word[2].split('\r')
   word[2] = hexStr_to_str(get_word[0]) 
   print(word[0]+','+word[1]+','+word[2])

运行现象

运行Pico-SIM7020X-NB-loT-TCP.py,向TCP服务器发送"Hello，World"字符串，同时服务器也会向您发送同样的字符串。 Pico-SIM7020-HTTP-Demo-5.png

MQTT

实例说明

该示例展示了Raspberry Pico如何通过NB-IoT网络发送MQTT请求，连接到阿里云MQTT服务器，订阅一个话题并向这个话题发布一则消息。 Pico-SIM7020-HTTP-Demo-8.png

代码简析

  • 定义MQTT服务器设备信息
ProductKey = "a1IBIPnZU9G"
Broker_Address = ProductKey + ".iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"
DeviceName = "7020"
DeviceSecret = "8e870f4e611d3e4c2b8f9f017e6a88ab"
  • 测试MQTT通信功能
 # MQTT Test
def mqttconnectTest():
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQNEW="+"\""+Broker_Address+"\""+",\"1883\",12000,1024")  #create tcp connection 
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQALICFG=0,\""+ProductKey+"\",\""+DeviceName+"\",\""+DeviceSecret+"\"")     #set device parameters  
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQALICON=0,600,1")     # send MQTT request
   time.sleep(3)  
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQSUB=0,\"/"+ProductKey+"/"+DeviceName+"/"+"user/TEST1\",1")               # subscribe to topics
   time.sleep(3)
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQPUB=0,\"/"+ProductKey+"/"+DeviceName+"/user/TEST1\",1,0,0,16,\"3132333435363738\"")  # release the news
   time.sleep(3)
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQUNSUB=0,\"/"+ProductKey+"/"+DeviceName+"/user/TEST1\"")  # unsubscribe topic
   time.sleep(3)
   sendCMD_waitRespLine("AT+CMQDISCON=0")   # disconnect MQTT connection

搭建阿里云MQTT服务器

1. 进入阿里云物联网平台，如果还没有购买的需要购买一下产品，企业版首月免费。
2.创建产品
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-9.png
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-10.png
点击ok，选择Add Device
3.设置DeviceName,完成之后查看设备，查看设备的DeivceSecret,将这些值更改到MQTT代码对于的值中
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-11.png
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-12.png
4.注册话题，点击Products-->查看7020_test-->Topic Categories-->Edit Topic Category-->选择Publish and Subscribe
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-13.png

运行现象

运行Pico-SIM7020X-NB-loT-MQTT.py，可以看到您订阅了一个话题，然后向该话题发布一则消息时，服务器会向您推送这一则消息。
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-7.png
同时您可以在设备列表中看到订阅到的话题
Pico-SIM7020-HTTP-Demo-6.png

C

  • 进行编译，请确保在c目录：
cd c/
  • 创建并进入build目录,并添加SDK: 其中 ../../pico-sdk 是你的SDK的目录。 我们示例程序中是有build的，直接进入即可
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
(注意：务必写对你自己的SDK所在路径)
  • 执行cmake自动生成Makefile文件
cmake ..
  • 打开c文件夹下面的main.c，请选择你需要的测试函数，注释掉无关函数即可。

Pico SIM7020X NB IOT 1.jpg

  • 执行make生成可执行文件，第一次编译时间比较久
make -j9
  • 编译完成，会生成uf2文件。 按住Pico板上的按键，将pico通过Micro USB线接到树莓派的USB接口，然后松开按键。接入之后，树莓派会自动识别到一个可移动盘（RPI-RP2），将build文件夹下的main.uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中即可。
cp main.uf2 /media/pi/RPI-RP2/
  • 下载好后运行minicom即可观察模块的状态，运行minicom后记得复位一下pico。
  • 安装minicom
sudo apt install minicom
  • 运行minicom
minicom -D /dev/serial/by-id/usb-Raspberry_Pi_Pico_000000000000-if00

运行现象

Pico SIM7020X NB IOT 2.jpg

FAQ


技术支持

联系人：黄工
EMAIL：3005423122@qq.com
电话：0755-83040712
QQ：3005763927
微信：扫下方二维码添加
Hkx-wx.jpg

说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
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