CN107071931A - 一种基于通信芯片的NB‑IoT基站 - Google Patents

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周卫明
涂小朋
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Abstract

本发明实施例提供的基于通信芯片的NB‑IoT基站包括：主控模块、NB‑IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，主控模块通过标准SPI接口与NB‑IoT芯片建立数据通信连接，NB‑IoT芯片用于实现NB‑IoT终端到NB‑IoT基站的数据采集；主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，具有GSM功能，使用GPRS传输数据到后台服务器；NB‑IoT基站还包括具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警功能的电源管理芯片电路。本发明实施例的NB‑IoT基站，利用通信芯片的GSM功能和NB‑IoT无线传输的完美结合，实现了NB‑IoT数据采集和GSM数据上传的目的，且具有安装方便、传输距离远、功耗低、传输数据稳定安全、建设成本低的优点。

Description

一种基于通信芯片的NB-IoT基站
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种基于通信芯片的NB-IoT基站。
背景技术
随着物联网的迅速发展及其应用的日益广泛，物联网的应用在地域上的跨度也越来越大。NB-IoT是低功耗广域网通信技术中的一种，是先科Semtech(先科)公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术，是Semtech射频部分产生的一种独特的调制格式。
NB-IoT基站位处NB-IoT星形网络的核心位置，是终端和服务器间的信息桥梁，是多信道的收发机。目前市场上已有成熟的NB-IoT基站，比如RisingHF(瑞兴恒方网络)的基站、NP-Link的基站等等，都是将NB-IoT技术和4G或者以太网网口结合起来，利用NB-IoTWAN协议，将终端采集到的数据接收然后再转发到数据后台和服务后台。但是，现有技术的上述NB-IoT基站产品造价高，特别是对于NB-IoT终端产品数量少、分布广的地方，或者地下室之类NB-IoT信号不好的地方，部署上述NB-IoT基站，性价比极低。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种基于通信芯片的NB-IoT基站。
本发明实施例提供一种基于通信芯片的NB-IoT基站，所述NB-IoT基站包括主控模块、NB-IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，所述主控模块通过标准SPI接口与NB-IoT芯片建立数据通信连接，所述NB-IoT芯片用于实现NB-IoT终端到NB-IoT基站的数据采集，所述看门狗芯片用于保证基站不死机；
所述主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，具有GSM功能，所述主控模块利用GPRS实现基站到后台服务器的GSM数据传输；
所述NB-IoT基站还包括电源管理芯片电路，所述电路具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警功能。
如上所述的NB-IoT基站，其中，所述NB-IoT芯片为SX1278射频芯片。
如上所述的NB-IoT基站，其中，所述NB-IoT基站在接收到NB-IoT终端上传的数据后，将基站地址和接收到的数据打包成Socket报文发送给服务器。
本发明实施例提供的NB-IoT基站包括主控模块、NB-IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，主控模块通过标准SPI接口与NB-IoT芯片建立数据通信连接，NB-IoT芯片用于实现NB-IoT终端到NB-IoT基站的数据采集，看门狗芯片用于保证基站不死机；主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，具有GSM功能，使用GPRS传输数据到后台服务器；NB-IoT基站还包括具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警功能的电源管理芯片电路。本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站，利用通信芯片的GSM功能和NB-IoT无线传输的完美结合，实现了NB-IoT数据采集和GSM数据上传的目的，且具有安装方便、传输距离远、功耗低、传输数据稳定安全、建设成本低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站样式图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
NB-IoT基站，可以与许许多多的NB-IoT终端构成多节点的复杂的物联网自组网。低功耗、低成本、低速率、远距离的NB-IoT技术在物联网领域应用的越来越多，应用范围越来越广，本发明基于通信芯片的NB-IoT基站，借助通信芯片的GSM(Global System forMobile Communication，全球移动通信系统)功能和NB-IoT无线传输的完美结合，实现NB-IoT数据采集和GSM数据上传的目的。
图1为本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站的结构示意图。如图1示，本实施例的基于通信芯片的NB-IoT基站包括主控模块、NB-IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，主控模块通过标准SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)接口与NB-IoT芯片建立数据通信连接，NB-IoT芯片用于实现NB-IoT终端到NB-IoT基站的数据采集，看门狗芯片用于保证基站不死机；主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，通信芯片具有GSM功能，主控模块用于实现基站到服务器的GSM数据传输，例如，主控模块可以利用GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务技术)实现基站到后台服务器的GSM数据传输；NB-IoT基站还包括电源管理芯片电路，该电路具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警等功能。优选的，所述NB-IoT芯片为SX1278射频芯片。
NB-IoT终端是NB-IoT网络的组成部分，一般由NB-IoT模块和传感器等器件组成。NB-IoT终端可使用电池供电，能够远程定位。每一个符合NB-IoTWAN协议的终端都能与符合NB-IoTWAN的基站直接通讯，从而实现互联互通。
具体的，本发明实施例基于通信芯片的NB-IoT基站，采用通信芯片平台作为主控芯片(比如联发科MTK平台、展讯平台等等)，实现基站到服务器的GSM数据传输，采用TCP/IP协议，将数据封装后发送到数据后台的域名和端口，解决数据上传问题。而且基于GSM的基站定位功能，也可实现本发明基站的GSM基站定位。主控板外加一个NB-IoT SX1278芯片,通过标准SPI接口与NB-IoT芯片进行数据交互。
优选地，本发明实施例采用4.2V锂电池供电，提供标准5PIN的充电接口，以及太阳能电池电源插口，在有条件插电源的地方，设备安装后采用电池加5PIN充电线电源供电方式，在没有条件插电源线的地方，设备安装后采用太阳能电池板供电。当外部供电断电时，基站向后台上报断电报警。
如上所述的NB-IoT基站，其中，所述NB-IoT基站在接收到NB-IoT终端上传的数据后，将基站地址和接收到的数据打包成Socket报文发送给服务器。
具体的，本发明实施例的基站和服务器采用Socket通信，采用UDP(User DatagramProtocol，中文名是用户数据报协议)协议，基站开机以后创建Socket长连接，定时30s发送心跳到后台服务器。当NB-IoT终端将采集到的数据，通过NB-IoT芯片SX1278打包发送出来以后，基站端的NB-IoT芯片SX1278就会接收到数据，SX1278将数据通过SPI发送给通信芯片，通信芯片再将数据进行二次封装，将基站地址和接收到的数据打包成Socket报文，然后利用Socket将数据上报到后台服务器。本发明基站在数据传输过程中，扮演数据透传角色，不对终端上传的数据进行解析，只将自身设备地址和接收数据二次打包就会发送出去。
本发明基站的SX1278射频芯片共8个信道，NB-IoT终端产品和本发明基站采用闭环发送数据方式，解决数据冲突和数据丢失的问题。
本发明实施例提供的NB-IoT基站包括主控模块、NB-IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，主控模块通过标准SPI接口与NB-IoT芯片建立数据通信连接，NB-IoT芯片用于实现NB-IoT终端到NB-IoT基站的数据采集，看门狗芯片用于保证基站不死机；主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，具有GSM功能，使用GPRS传输数据到后台服务器；NB-IoT基站还包括具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警功能的电源管理芯片电路。本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站，利用通信芯片的GSM功能和NB-IoT无线传输的完美结合，实现了NB-IoT数据采集和GSM数据上传的目的，且具有安装方便、传输距离远、功耗低、传输数据稳定安全、建设成本低的优点。
图2为本发明实施例提供的基于通信芯片的NB-IoT基站样式图。如图2示，本实施例的的NB-IoT基站，通过NB-IoT天线接口与NB-IoT天线建立连接，通过GSM天线接口与GSM天线建立连接,通过太阳能电池板电源接口与太阳能电池板建立连接，通过直流电电源接口与直流电电源建立连接，基站还包括各信号指示灯，例如，电源信号指示等。
参照图2可以直观的看出，本实施例的NB-IoT基站设备可直接安装在墙上、树上、或者固定架上，安装方便，有GSM信号的地方都可安装，无需建设基站塔。由于本发明实施例的NB-IoT基站整体实施成本低，且由于采用NB-IoT传输技术，具有功耗低，传输数据稳定安全的特点，因此，对于地下室等隐蔽地方或者NB-IoT终端分散距离远的地方，都非常适宜。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种基于通信芯片的NB-IoT基站，其特征在于，
所述NB-IoT基站包括主控模块、NB-IoT芯片、看门狗芯片和电源管理芯片，所述主控模块通过标准SPI接口与NB-IoT芯片建立数据通信连接，所述NB-IoT芯片用于实现NB-IoT终端到NB-IoT基站的数据采集，所述看门狗芯片用于保证基站不死机；
所述主控模块采用通信芯片平台作为主控芯片，具有GSM功能，所述主控模块利用GPRS实现基站到后台服务器的GSM数据传输；
所述NB-IoT基站还包括电源管理芯片电路，所述电路具有直流电供电、太阳能电池板供电以及异常断电报警功能。
2.根据权利要求1所述的NB-IoT基站，其特征在于，所述NB-IoT芯片为SX1278射频芯片。
3.根据权利要求2所述的NB-IoT基站，其特征在于，所述NB-IoT基站在接收到NB-IoT终端上传的数据后，将基站地址和接收到的数据打包成Socket报文发送给服务器。
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