Pico-SIM7080G-Cat-M/NB-IoT

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SIM7020C NB-IoT HAT
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功能简介
特性 Pico Cat-M/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)、Cat-M (也叫 eMTC，增强机器类通信) 和 GNSS (全球导航卫星系统) 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 TCP/UDP/HTTP/HTTPS/TLS/DTLS/PING/LWM2M/COAP/MQTT 等通信协议
  • 支持 GNSS 定位 (GPS、GLONASS、北斗 和 Galileo)
  • 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-SIM7080G-Cat-M-NB-IoT-details-inter.jpg

产品尺寸

Pico-SIM7080G-Cat-M-NB-IoT-details-size.jpg

示例演示

Python例程

windows环境下的使用

  • 1.按住Pico板上的BOOTSET按键，将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口，待电脑识别出一个可移动硬盘（RPI-RP2）后，松开按键。
  • 2.将python目录中pico_micropython_xxxxxxxx.uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中
  • 3.打开Thonny IDE（注意：要使用最新版本的Thonny，否则是没有Pico的支持包的，当前Windows下的最新版本为v3.3.3）
  • 4.点击工具->设置->解释器，如图所示选择Pico及对应的端口

Pico-lcd-0.96-img-config.png

  • 5.文件->打开->main.py,点击运行即可，如下图所示：

Pico-lcd-0.96-img-run.png
本例程提供了一个简单的程序...

树莓派环境下的使用

  • 1.刷固件的过程与Windows上一样，你可以选择在PC或者树莓派上将pico_micropython_xxxxxxxx.uf2 文件拷入pico中。
  • 2.在树莓派山打开Thonny IDE （点击树莓logo -> Programming -> Thonny Python IDE ），你可以在Help->About Thonny查看版本信息

以确保你的版本是有Pico支持包的，同样你可以点击Tools -> Options... -> Interpreter选择MicroPython(Raspberry Pi Pico 和ttyACM0端口
如图所示：
Pico-lcd-0.96-img-config2.png
如果你当前的Thonny版本没有pico支持包，输入以下指令来更新Thonny IDE

sudo apt upgrade thonny

3.点击File->Open...->python/main.py，运行脚本即可

AT Test

实例说明

该例程主要是方便用户可以通过Thony软件，直接测试验证模组的AT指令收发。主程序首先会直接给模组开机，然后检测网络情况，之后会循环检测用户输入的AT指令，帮通过串口发送给模组，然后把模组的AT指令返回回传到Pico的串口打印出来。
详细的AT指令集请见：SIM7080_Series_AT_Command_Manual_V1.02.pdf

运行现象

SIM7080G-AT-TEST.png

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-SIM7080G-Cat-M/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，SIM7080G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SIM7080G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：HTTP.py ，代码部分预览如下：

  • HTTP GET部分：
# HTTP GET TEST
def http_get():
   send_at('AT+SHDISC', 'OK')
   send_at('AT+SHCONF="URL",\"'+http_get_server[0]+'\"', 'OK')
   set_http_length()
   send_at('AT+SHCONN', 'OK', 3000)
   if send_at('AT+SHSTATE?', '1'):
       set_http_content()
       resp = str(send_at_wait_resp('AT+SHREQ=\"'+http_get_server[1]+'\",1', 'OK',8000))
       # print("resp is :", resp)
       try:
           get_pack_len = int(resp[resp.rfind(',')+1:-5])
           if get_pack_len > 0:
               send_at_wait_resp('AT+SHREAD=0,'+str(get_pack_len), 'OK', 5000)
               send_at('AT+SHDISC', 'OK')
           else:
               print("HTTP Get failed!\n")
       except ValueError:
           print("ValueError!\n")
   else:
       print("HTTP connection disconnected, please check and try again\n")
  • HTTP POST部分：
  1. HTTP POST TEST
def http_post():
   send_at('AT+SHDISC', 'OK')
   send_at('AT+SHCONF="URL",\"' + http_post_server[0] + '\"', 'OK')
   set_http_length()
   send_at('AT+SHCONN', 'OK', 3000)
   if send_at('AT+SHSTATE?', '1'):
       set_http_content()
       send_at('AT+SHCPARA', 'OK')
       if send_at('AT+SHBOD=62,10000', '>', 1000) :
           send_at(http_post_tmp, 'OK')
           resp = str(send_at_wait_resp('AT+SHREQ=\"/'+http_post_server[1]+'\",3','OK', 8000))
           # print("resp is :", resp)
           try:
               get_pack = int(resp[resp.rfind(',')+1:-5])
               print(get_pack)
               if get_pack > 0:
                   send_at_wait_resp('AT+SHREAD=0,' + str(get_pack), 'OK', 3000)
                   send_at('AT+SHDISC', 'OK')
               else:
                   print("HTTP Post failed!\n")
           except ValueError:
               print("ValueError!\n")
       else:
           print("Send failed\n")
   else:
       print("HTTP connection disconnected, please check and try again\n")

更多关于SIM7080G模组HTTP应用文档内容，请见：SIM7070/SIM7080_Series_HTTP_Application_Note_V1.02.pdf

3、把连接好 Pico-SIM7080G-Cat-M/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：
GET:
SIM7080G-HTTP-GET.png
POST:
SIM7080G-HTTP-POST.png
网页端访问：
Pico-SIM7020X-NB-IoT-HTTP-POST-Result.png

MQTT

软件下载

  • 设置信息

  • 创建订阅号

运行现象

  • 运行MQTT.py,则Pico控制Pico-SIM7080G-Cat-M/NB-IoT进行初始化配置，然后订阅MQTT后发送"on"

Pico SIM7080G Cat M NB IoT MQTT 1.jpg

GPS

实例说明

本示例主要演示GPS定位相关测试。进行该实例前，必须把GPS天线的接收头放到室外（或窗口，可以看到天空的地方），另外阴雨天气无法获取到GPS定位。

运行现象

Pico SIM7080G Cat M NB IoT GPS 1.jpg

C

环境搭建

【C/C++】 Windows教程1——环境搭建
【C/C++】 Windows教程2——创建工程

例程使用

1. 打开对应C程序文件夹
Pico SIM7080G Cat M NB IoT 2.jpg
2. 通过Vs coed打开,选择对应编译工具跟需要运行的例程（将不用的注释掉，用的解除注释，单次只能运行一个）
Pico SIM7080G Cat M NB IoT 3.jpg

Pico SIM7080G Cat M NB IoT 1.jpg
3. 点击编译按键进行编译
Pico-Eval-Board-win-4.jpg
4.按住Pico的BOOT按键后上电，可使Pico进入磁盘模式，并将build文件下的UF2文件拖拽到RPI-RP2盘符中
Pico SIM868 3.jpg
5.此时Pico开始运行对应程序,可以通过串口助手查看运行状态

Pico快速上手

固件下载

MicroPython固件下载
Pico MicroPython.gif
C_Blink固件下载
Pico Blink.gif
教程名3
列表3
教程名4
列表4
教程名5
列表5
教程名6
列表6
教程名7
列表7
教程名8
列表8

文字教程

基础介绍

Raspberry Pi Pico的基础介绍

MicroPython系列

安装Thonny IDE

为了方便在电脑上使用MicroPython开发Pico/Pico2板，建议下载Thonny IDE

  • 下载Thonny IDE并按照步骤安装，安装包均为Windows版本，其他版本请参考Thonny官网
  • 安装完成之后，第一次要配置语言和主板环境，由于我们是为了使用Pico/Pico2，所以注意主板环境选择Raspberry Pi 选项

Pico-R3-Tonny1.png

  • 配置Micrpython环境及选择Pico/Pico2端口
    • 先将Pico/Pico2接入电脑，左键点击Thonny右下角的配置环境选项--》选择configture interpreter
    • 在弹出的窗口栏中选择MicroPython(Raspberry Pi Pico),同时选择对应的端口

Raspberry-Pi-Pico-Basic-Kit-M-2.png
Raspberry-Pi-Pico-Basic-Kit-M-3.png

  • 点击ok后返回到Thonny主界面，下载对应的固件库并烧录到设备中，然后点击停止按钮，在Shell窗口中即可显示当前使用到的环境
  • Pico/Pico2在windows下载固件库方法: 按住BOOT键后连接电脑后，松开BOOT键，电脑会出现一个可移动磁盘，将固件库复制进去即可
  • RP2040/RP2350在windows下载固件库方法: 连接电脑后，同时按下BOOT键跟RESET键,先松开RESET键再松开BOOT键，电脑会出现一个可移动磁盘，将固件库复制进去即可（用Pico/Pico2的方式也可以）

Raspberry-Pi-Pico2-Python.png

讲解视频

【MicroPython】machine.Pin类函数详解
【MicroPython】machine.PWM类函数详解
【MicroPython】machine.ADC类函数详解
【MicroPython】machine.UART类函数详解
【MicroPython】machine.I2C类函数详解
【MicroPython】machine.SPI类函数详解
【MicroPython】rp2.StateMachine类函数详解

C/C++系列

对于 C/C++，建议使用 Pico VS Code 进行开发，这是一款 Microsoft Visual Studio Code 扩展，旨在让您在为 Raspberry Pi Pico 系列开发板创建、开发和调试项目时更加轻松。无论您是初学者还是经验丰富的专业人士，此工具都可以帮助您自信而轻松地进行 Pico 开发。下面我们介绍如何安装该扩展并使用。

安装VSCode

  1. 首先，点击下载 pico-vscode 程序包，解压并打开程序包，双击安装 VSCode
    Pico-vscode-1.JPG
    注意：如果已安装 vscode 注意检查版本是否为 v1.87.0 或更高版本
    Pico-vscode-2.JPG
    Pico-vscode-3.JPG

安装扩展

  1. 点击扩展，选择从 VSIX 安装
    Pico-vscode-4.JPG
  2. 选择 vsix 后缀的软件包，点击安装
    Pico-vscode-5.JPG
  3. 随后 vscode 会自动安装 raspberry-pi-pico 及其依赖扩展，可以点击刷新查看安装进度
    Pico-vscode-6.JPG
  4. 右下角显示完成安装，关闭 vscode
    Pico-vscode-7.JPG

配置扩展

  1. 打开目录 C:\Users\用户名，将整个 .pico-sdk 拷贝至该目录
    Pico-vscode-8.JPG
  2. 拷贝完成
    Pico-vscode-9.JPG
  3. 打开 vscode，对 Raspberry Pi Pico 扩展中各个路径进行配置
    Pico-vscode-10.JPG
    配置如下： 
    Cmake Path：
${HOME}/.pico-sdk/cmake/v3.28.6/bin/cmake.exe

Git Path:
${HOME}/.pico-sdk/git/cmd/git.exe    

Ninja Path:
${HOME}/.pico-sdk/ninja/v1.12.1/ninja.exe

Python3 Path:
${HOME}/.pico-sdk/python/3.12.1/python.exe

新建工程

  1. 配置完成，测试新建工程，输入工程名、选择路径后点击 Creat 创建工程
    测试官方示例，可以点击工程名旁的 Example 进行选择
    Pico-vscode-11.JPG
  2. 创建工程成功
    Pico-vscode-12.JPG
  3. 选择SDK版本
    Pico-vscode-13.JPG
  4. 选择 Yes 进行高级配置
    Pico-vscode-14.JPG
  5. 选择交叉编译链，13.2.Rel1 适用 ARM 核，RISCV.13.3 适用 RISCV 核，这里根据您的需求任意选择其中一个即可
    Pico-vscode-15.JPG
  6. CMake 版本选择 Default（前面配置的路径）
    Pico-vscode-16.JPG
  7. Ninja 版本选择 Default
    Pico-vscode-17.JPG
  8. 选择开发板
    Pico-vscode-18.JPG
  9. 点击 Complie 进行编译
    Pico-vscode-19.JPG
  10. 成功编译出 uf2 格式文件即可
    Pico-vscode-20.JPG

导入工程

  1. 导入工程的 Cmake 文件不能有中文（包括注释），否则可能导致导入失败
  2. 导入自己的工程需要在 Cmake 文件中加一行代码，才能正常切换 pico 和 pico2，否则即使选择 pico2，编译得到的固件仍是适用于 pico 的
    Pico-vscode-21.JPG 
    set(PICO_BOARD pico CACHE STRING "Board type")

更新扩展

  1. 离线包中的扩展版本为0.15.2，安装完成后，您也可以选择更新至最新版本
    Pico-vscode-22.JPG

Arduino IDE 系列

安装Arduino IDE

  1. 首先到Arduino官网下载Arduino IDE的安装包。
    Arduino下载2.0版本.jpg
  2. 这里选择仅下载就可以了。
    仅下载不捐赠.png
  3. 下载完成后，点击安装。
    IDE安装水印-1.gif
    注意：安装过程中会提示你安装驱动，我们点击安装即可
    Arduino驱动安装水印.jpg

Arduino IDE中文界面

  1. 第一次安装完成后，打开Arduino IDE全是英文界面,我们可以在File>Preferences切换成简体中文。
    首选项-简体中文.jpg
  2. 在Language里面选择简体中文，点击OK。
    首选项-简体中文ok.jpg

在Arduino IDE中安装Arduino-Pico Core

  1. 打开Arduino IDE，点击左上角的文件，选择首选项
    首选项水印-1.png
  2. 在附加开发板管理器网址中添加如下链接，然后点击OK 
    https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/4.0.2/package_rp2040_index.json

    Pico首选项.png
    注意：如果您已经有ESP32板URL，您可以使用逗号分隔 URL，如下所示： 

    https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json,https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/4.0.2/package_rp2040_index.json
  3. 点击工具>开发板>开发板管理器>搜索pico，由于我的电脑已经安装过了，所以显示已安装
    开发板管理器.png
    开发板管理器-1.png
国内用户
  • 因为网络原因，国内用户连接github并不稳定，我们另外提供了一份安装包，可以跳过在线的过程
  • 若已经成功配置了pico环境，可以直接跳过本章
  1. 下载rp2040压缩包，将解压的rp2040文件夹复制到如下路径下
    C:\Users\[username]\AppData\Local\Arduino15\packages

    Rp2040包.png
    注意：将里面用户名：[username]替换成自己的用户名

第一次上传程序

  1. 按住Pico板上的BOOTSET按键，将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口，待电脑识别出一个可移动硬盘（RPI-RP2）后，松开按键。
    Pico连接数据线.gif
  2. 下载程序，打开arduino\PWM\D1-LED路径下的D1-LED.ino
  3. 点击工具>端口，记住已有的COM，不需要点击这个COM（不同电脑显示的COM不一样，记住自己电脑上已有的COM）
    Pico连接前端口.png
  4. 用USB线将驱动板和计算机连接起来，再点击工具>端口，第一次连接选择uf2 Board，上传完成后，再次连接就会多出一个COM口
    Pico连接后uf2.png
  5. 点击工具>开发板>Raspberry Pi Pico>Raspberry Pi Pico或Raspberry Pi Pico 2
    工具pico开发板.png
    Arduono-Raspberrypi pico.png
  6. 设置完成后，点击向右箭头上传将程序
    Pico上传程序.png
  • 如果期间遇到了问题，需要重新安装或者更换Arduino IDE版本时，卸载Arduino IDE需要卸载干净，卸载软件后需要手动删除C:\Users\[name]\AppData\Local\Arduino15这个文件夹内的所有内容（需要显示隐藏文件才能看到） 再重新安装

开源例程

MircoPython视频例程(github)
MicroPython固件/Blink例程（C）
树莓派官方C/C++示例程序 (github)
树莓派官方micropython示例程序 (github)
Arduino官方C/C++示例程序 (github)


FAQ

问题：PSM低功耗模式配置 

 AT+CPSMS=1    //开启节电模式
 AT+CPSMS=0   //关闭节电模式
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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
取自“https://www.waveshare.net/w/index.php?title=Pico-SIM7080G-Cat-M/NB-IoT&oldid=105517”