SIM7020C NB

2023-08-14 09:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 1 说明 1.1 产品概述 1.2 产品特性 1.3 通信参数 1.4 其他参数 1.5 接口说明 1.6 跳线帽说明 1.7 指示灯说明 1.8 接入电脑调试 1.8.1 硬件连接 1.8.2 简单联网测试 1.8.3 TCP/IP通信 1.8.3.1 【TCP Client】 1.8.3.2 【UDP Client】 1.8.3.3 【多路sockets】 1.8.3.4 【DNS解析和Ping功能】 1.8.4 HTTP通信 1.8.4.1 【HTTP GET】 1.8.4.2 【HTTP POST】 1.9 MQTT通信 1.9.1 MQTT订阅主题和发布消息 1.10 接入树莓派使用 1.10.1 硬件连接 1.10.2 软件配置 1.10.2.1 【引脚初始化】 1.10.2.2 【串口配置】 1.10.3 树莓派minicom调试 1.10.4 树莓派示例程序演示 1.10.4.1 【bcm2835安装】 1.10.4.2 【编译和运行】 1.11 接入STM32使用 1.11.1 硬件连接 1.11.2 STM32示例程序演示 1.12 接入Jetson Nano使用 1.12.1 Jetson Nano minicom串口调试 1.12.2 Python例程 1.12.2.1 AT 1.12.2.2 TCP 1.12.2.3 UDP 1.13 Arduino例程 1.13.1 硬件连接 1.13.2 安装Arduino库 1.13.3 Arduino示例演示 2 资料 2.1 文档 2.2 程序 2.3 软件 2.3.1 数据手册 2.4 相关应用案例 2.5 相关教程 3 FAQ 4 技术支持说明

SIM7020C NB-IoT HAT {{{name2}}} {{{name3}}} 基本信息分类： NB-IoT模块 {{{userDefinedInfo1}}}： {{{userdefinedvalue1}}} {{{userDefinedInfo2}}}： {{{userdefinedvalue2}}} {{{userDefinedInfo3}}}： {{{userdefinedvalue3}}} 品牌： Waveshare 功能简介特性树莓派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 RPi 相关产品 ♦ SIM7070G Cat-M/NB-IoT/GPRS HAT

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♦ {{{Product2}}} ♦ {{{Product3}}} ♦ {{{Product4}}} ♦ {{{Product5}}} —— 类目1 —— ♦ 类目1

列表1

♦ 类目2

列表2

♦ 类目3

列表3

♦ 类目4

列表4

♦ 类目5

列表5

产品概述

本产品是一款具有NB-IoT(窄带物联网)功能的树莓派扩展板，具有低功耗、低成本、广覆盖等优点，适用于新型的智能仪表和远程控制等物联网应用。

产品特性适用于Raspberry Pi Zero/Zero W/Zero WH/2B/3B/3B+ 支持TCP、UDP、LWM2M、HTTP、MQTT等功能板载USB接口，可用于软件调试等板载两路UART接口，可用于AT指令收发和更新固件(仅UART2) 引出控制引脚，可接入Arduino/STM32等主控板板载电平转换电路，默认为3.3V工作，可通过跳线帽设置成5V 板载SIM卡槽，支持NB-IoT专用卡板载2个LED指示灯，方便查看模块运行状态支持串口波特率范围300bps ~ 921600bps (默认115200bps) 支持AT命令控制(3GPP TS 27.007，27.005和SIMCOM增强型AT命令集) 支持SIM应用工具包(SAT Class 3、GSM 11.14 Release 98、USAT) 提供完善的配套资料手册(Raspberry/Arduino/STM32等示例程序) 通信参数支持频段 B1/B3/B5/B8 (支持电信/联通/移动的NB-IoT卡) 传输功率 Class 3 (0.25W@LTE) 数据传输上行：≤62.5Kbps 下行：≤26.15Kbps 短消息文本和PDU模式(须SIM卡本身支持) 其他参数供电电压：5V 逻辑电压：5V / 3.3V (默认为3.3V) 休眠模式电流：1.2mA(@DRX=2.56s) 省电模式电流：9uA 工作温度：-40°C ~ 85°C 存储温度：-45°C ~ 90°C 产品尺寸：30.2mm x 65mm 接口说明

电源正（5V电源输入）

GND

电源地

RX1

串口1数据接收

TX1

串口1数据发送

DTR

休眠控制引脚拉高休眠，拉低唤醒（须设置“AT+CSCLK=1”）

中断唤醒引脚默认高电平，当收到短信息或URC上报会有120ms低电平脉冲（须设置“AT+CFGRI=1”）

RX2

串口2数据接收

TX2

串口2数据接收

PWR

开关机控制引脚

RESET

复位引脚开机状态拉低电平可复位，关机状态无效

跳线帽说明树莓派引脚定义图

VCCIO

：可通过跳线帽设置工作电平为3.3V或5V

PWR

：开关机控制引脚，默认接到树莓派的P4引脚

指示灯说明

PWR

给模块的5V和GND供电时亮起

NET

64ms亮/800ms熄灭——未注册上网络 64ms亮/3000ms熄灭——已注册上网络 64ms亮/300ms熄灭——数据传输时熄灭——关机或PSM休眠模式

接入电脑调试 硬件连接 通过串口模块接入电脑连接图

用户在使用SIM7020模块前除了micro USB线、LTE天线外，还需要另外准备以下东西：

一张NB-IoT专用卡（电信、移动或联通）串口模块（推荐用CP2102 USB UART Board）

接线说明：

SIM7020C-NB-IoT HAT CP2012或其他串口模块 5V 5V GND GND RX1 TXD TX1 RXD

硬件连接操作：

将NB-IoT卡安装到模块背面卡槽，并连接好LTE天线。(使用时须把 LTE天线 旋转到板子外侧，如右图所示) 把CP2102模块引脚对应接到SIM7020X的串口1（或串口2），再用USB线连入电脑。给SIM7020模块供电，此时PWR灯亮红灯，NET灯不亮状态。按PWRKEY按键约1s松开，等待2秒左右，看到NET灯开始闪烁，则模块开机成功。使用配套的串口助手打开，选择对应的串口端口和波特率115200，勾选加回车换行，打开扩展可看到实现录入的AT指令，点击对应的指令即可直接发送。 简单联网测试 简单联网测试截图

下表列举一些常用AT指令，可以简单快速地检测SIM7020的AT串口通信和网络连接是否正常。进行下文演示的联网通信实验前建议都先做简单联网测试，确认网络连接正常再操作。相关的AT指令详细说明可参阅：SIM7020 Series_AT Command Manual。

命令

说明

返回值

AT测试指令

ATE

ATE1设置回显，ATE0关闭回显

AT+CSQ

网络信号质量查询，返回信号值

AT+CGMR

查询固件版本

AT+CGREG?

查询网络注册状态

AT+CGACT?

查询PDP状态

AT+COPS?

查询网络信息

AT+CGCONTRDP

查询网络状态

AT+CFUN=0

关闭RF

AT*MCGDEFCONT

配置APN，如：AT*MCGDEFCONT="IP","3GNET"

AT+CFUN=1

开启RF

TCP/IP通信

本文主要介绍SIM7020模块TCP/IP通信功能。

SIM7020模块不支持透传，不支持 server 模式。

SIM7020 TCP/IP默认是多路client架构，共支持5路sockets，包括TCP或者UDP。

TCP/IP通信前，先根据上文“硬件配置”和“简单联网测试”操作，确保模块联网正常。

SIM7020模块TCP、UDP通信以及DNS解析和Ping功能。

说明：AT指令详细说明可参阅：SIM7020 系列_TCPIP协议_应用文档_V1.01，后续模组固件升级，对应的AT指令有可能更新。

【TCP Client】 TCP Client测试截图

相关指令：

AT指令

指令说明

返回值

AT+CSOC=1,1,1

创建 TCP socket, =0

AT+CSOCON=0,2317,"118.190.93.84"

连接远端server

AT+CSOSEND=0,0,"Hello World"

发送数据

AT+CSOCL=0

关闭socket

AT+CSOSENDFLAG

使能发送ACK 回执

AT+CSORCVFLAG

使能接收ACK 回执

AT+CSOCON?

检查通信端口和类型

【UDP Client】 UDP Client测试截图

相关指令：

多路sockets测试截图

AT指令

指令说明

返回值

AT+CSOC=1,2,1

创建 UDP socket, =0

AT+CSOCON=4,524,"116.247.119.165"

连接远端server

AT+CSOSEND=4,0,"Waveshare"

发送数据

AT+CSOCL=0

关闭socket

AT+CSOSENDFLAG

使能发送ACK 回执

AT+CSORCVFLAG

使能接收ACK 回执

AT+CSOCON?

检查通信端口和类型

【多路sockets】

本例演示SIM7020模块同时使用5路SOCKETS通信，相关指令参考TCP Client和UDP Client。

【DNS解析和Ping功能】

模块须正常注册上网络后，才能使用DNS解析和Ping功能，相关AT指令如下：

AT指令

指令说明

返回值

AT+CIPPING

Ping指令，如：AT+CIPPING="61.135.169.121"

AT+CDNSGIP

解析服务器，如：AT+CDNSGIP="www.baidu.com"

HTTP通信

本文主要介绍SIM7020模块HTTP通信功能，主要分HTTP GET和HTTP POST。

相关的AT指令详细说明可参阅：SIM7020 Series_HTTP_Application_Note。

HTTP GET测试截图1 HTTP GET测试截图2 【HTTP GET】

相关指令：

AT指令

指令说明

返回值

AT+CHTTPCREATE="https://www.waveshare.com/"

创建HTTP Host示例

AT+CHTTPCON=0

连接 server

AT+CHTTPSEND=0,0,"/index.html"

发送 http 请求

AT+CHTTPDISCON=0

断开连接

AT+CHTTPDESTROY=0

释放销毁 HTTP 示例

AT+CHTTPCREATE?

检查HTTP连接状态

说明：测试HTTP相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。

【HTTP POST】

相关指令：

HTTP POST测试截图

AT指令

指令说明

返回值

AT+CHTTPCREATE="http://139.217.9.49:8080/"

创建 HTTP 服务器端

AT+CHTTPCON=0

连接 server

AT+CHTTPSEND=0,0,"/index.html"

发送 http 请求

AT+CHTTPDISCON=0

断开连接

AT+CHTTPDESTROY=0

释放销毁 HTTP 示例

AT+CHTTPCREATE?

检查HTTP连接状态

说明：测试HTTP相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。

MQTT通信

本文主要介绍SIM7020模块MQTT通信功能。相关的AT指令详细说明可参阅：File:SIM7020系列_MQTT(S)协议_应用文档_V1.05.pdf

MQTT订阅主题和发布消息

下文为方便演示MQTT通信功能，下文以连接阿里云为例进行测试。

相关指令：

AT指令

指令说明

返回值

AT+CMQNEW="productKey.iot-as-mqtt.cn-shanghai.ali yuncs.com","1883",12000,1024

创建 MQTT 连接

+CMQNEW: 0 OK

AT+CMQALICFG=0,"productKey","deviceName", "deviceSecret"

设置阿里云设备参数

AT+CMQALICON=0,600,1

发送 MQTT 请求，连接阿里云

AT+CMQSUB=0,"/productKey/deviceName/TEST1 ",1

订阅主题

AT+CMQPUB=0,"/productKey/deviceName/TEST1", 1,0,0,16,"3132333435363738"

发布主题和消息

OK +CMQPUB:0,"/productKey/deviceName/TEST1", 1,0,0,16,"3132333435363738"

AT+CMQUNSUB=0,"/productKey/deviceName/TEST1"

取消订阅主题

AT+CMQDISCON=0

断开 MQTT 连接

说明：测试MQTT相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。详细过程请参考：SIM7020X NB-I0T HAT 通过MQTT携手阿里云

接入树莓派使用 硬件连接

SIM7020X NB-IoT HAT板载树莓派GPIO接口，可直接插入各版本树莓派使用；下表为树莓派管脚与模块引脚连接情况（树莓派三代B+）：

与树莓派引脚连接图

SIM7020X NB-IoT HAT

Raspberry Pi

GND

GND

RXD

TXD (对应BCM的14)

TXD

RXD (对应BCM的15)

PWR

P7 (对应BCM的P4)

软件配置 【引脚初始化】 接入树莓派实物图

模块出厂默认PWR引脚是通过跳线帽跳选到树莓派的P4引脚，为确保SIM7020X NB-IoT HAT接入树莓派后能正常工作，才需要初始化树莓派引脚的电平输出。

参考操作如下：

下载树莓派代码，放到/home/pi路径下， wget https://www.waveshare.net/w/upload/2/25/SIM7020X-NB-IoT-HAT-DEMO.7z 命令行进入到/home/pi/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/Raspberry 目录下，执行指令 chmod 777 sim7020_nbiot_hat_init 设置开机初始化脚本，运行命令： sudo nano /etc/rc.local 在exit 0前面加入 (如下图所示)： sh /home/pi/SIM7020X/sim7020_nbiot_hat_init 【串口配置】

由于树莓派串口默认用于终端调试，如需使用串口，则需要修改树莓派设置。

执行如下命令进入树莓派配置： sudo raspi-config 选择Interfacing Options ->Serial ->no -> yes，关闭串口调试功能。打开/boot/config.txt文件，找到如下配置语句使能串口，如果没有，可添加在文件最后面： enable_uart=1 重启生效。 树莓派minicom调试 minicom AT指令测试

将模块插入树莓派中，安装minicom，minicom是linux平台串口调试工具：

sudo apt-get install minicom

执行minicom -D /dev/ttyS0 可进入minicom串口调试界面

默认波特率为115200，ttyS0为树莓派3B/3B+的串口，Zero/2B为ttyAMA0

树莓派示例程序演示

下载示例程序，把BCM2835整个文件夹拷贝到树莓派上，比如放到/home/pi/下，并改名为SIM7020X。

【bcm2835安装】 安装BCM2835，打开树莓派终端，并运行以下指令 wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.70.tar.gz tar zxvf bcm2835-1.70.tar.gz cd bcm2835-1.70/ sudo ./configure sudo make && sudo make check && sudo make install # 更多的可以参考官网：http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/ 【编译和运行】

树莓派示例程序结构图参考下图：

下面以编译和运行AT示例程序为例：

cd /home/pi/SIM7020X/examples/AT sudo make clean && sudo make && sudo ./main 示例程序测试截图：

TCP

UDP

接入STM32使用 硬件连接

SIM7020X NB-IoT HAT引出了串口控制引脚，可用于接入STM32单片机使用；下表为STM32F103R管脚与模块引脚连接情况（微雪Open103V）：

与STM32引脚连接图

SIM7020X NB-IoT HAT

STM32F103

GND

GND

RXD

PA2 (对应USART2的TX)

TXD

PA3 (对应USART2的RX)

STM32示例程序演示 说明：测试TCP例程还需要额外的串口通信模块接入到开发板的USART1接口，以获取程序运行后打印输出的提示信息。

TCP

接入Jetson Nano使用

Jetson Nano板载类似RaspberryPi 40Pin GPIO接口，SIM7020C NB -IoT HAT可直接接入使用，Jetson Nano的终端访问串口不影响与SIM7020C NB -IoT HAT（即Pin14和Pin15）串口通信。

Jetson Nano实物连接图 SIM7020C-NB-IoT HAT Jetson Nano 5V 5V GND GND TXD 14 (BCM编码) RXD 15 (BCM编码) PWR 4(BCM编码) Jetson Nano minicom串口调试

1、将SIM7020X NB-IoT HAT接入Jetson Nano中，按下PWRKER键两秒后开机 2、使用SERIAL登录Jetson Nano终端，安装minicom，在终端下输入:

sudo apt-get install minicom

3、运行minicom进行串口调试，在终端下输入

sudo minicom -D /dev/ttyTHS1 -b 115200

4、发送AT指令测试，退出时按下PWRKEY按键三秒后开始关机，退出minicom先按Ctrl+A，再按X，最后按ENTER

Python例程

安装函数库

sudo apt-get python3-pip sudo pip3 install pyserial sudo apt-get install p7zip

使用wget工具下载源码到Jetson Nano指定文件夹，复制下面命令

wget -P ~/Documents/ http://www.waveshare.net/w/upload/3/3d/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code.7z

进入刚创建并下载了源码的目录，使用p7zip工具解压到当前目录，并更改读写执行权限

cd ~/Documents sudo p7zip --uncompress SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code.7z sudo chmod 777 -R SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，按PWRKEY键两秒开机进入JetsonNano/AT目录，执行命令：

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/AT/ sudo python3 AT.py

TCP

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，若SIM7020C NB-IoT HAT未开机，按PWRKEY键两秒开机

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/TCP/ sudo python3 TCP.py

UDP

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，若SIM7020C NB-IoT HAT未开机，按PWRKEY键两秒开机

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/UDP/ sudo python3 UDP.py

Arduino例程硬件连接

SIM7020C NB-IoT HAT连接到开发板UNO PLUS / Arduino UNO和CP2102 USB UART Board。其中UNO的PIN10(RX)和PIN11(TX)为软件模拟串口,硬件连接和测试结果如下如图所示：

安装Arduino库

下载解压示例程序，把Waveshare_SIM7020X_Arduino_Library文件夹复制到Arduino IDE安装路径下的Library目录下打开Arduino IDE --> File -->Examples -->Waveshare_SIM7020X_Arduino_Library，然后选择运行对应的示例程序：

Arduino示例演示

说明：更多示例程序持续更新中… …

资料

文档原理图程序示例程序软件 SIM7020串口测试工具(带AT指令) MQTT测试工具数据手册 File:SIM7020 Series_AT Command Manual_V1.03.pdf File:SIM7020 Hardware Design_V1.02.pdf File:SIM7020 Series_HTTP_Application Note_V1.02.pdf File:SIM7020 Series_TCPIP_Application_Note_V1.02.pdf File:SIM7020 Series_MQTT(S)_Application Note_V1.05.pdf

相关应用案例

SIM7020X NB-I0T HAT 通过MQTT携手阿里云

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FAQ

==FAQ==

问题：SIM7020如何进行固件升级？

请参考以下视频： http://www.waveshare.net/w/upload/d/de/SIM7020C-upgrade-video.mp4 其相关工具在以下链接下载： http://www.waveshare.net/w/upload/1/1c/SIM7020-upgrade-tool.zip

问题：SIM7020X如何固定频带？

SIM7020_Series_AT_Command_Manual_V1.03

问题：SIM7020X无法注册到网络？确认SIM卡是否接入；确认SIM卡的网络运营商的频段是否支持SIM7020X；确认当地是否覆盖了运营商的NB-IOT网络。

问题：SIM7020X可以通过板载的USB口来测试AT指令么？

不可以的，SIM7020X板载的USB仅用来供电，使用时外接DC 5V供电。

问题：SIM7020X怎么进入睡眠模式？按下PWRKET按键3-5秒进入睡眠模式发送以下AT指令进入睡眠模式,进入睡眠模式后可将DTR引脚拉高3-5秒开机 AT+CPOWD=1

问题：SIM7020X怎么进入低功耗模式？发送以下AT指令进入睡低功耗模式和退出低功耗模式 AT+CPSMSTATUS=1 AT+CPSMSTATUS=0 {{{4}}}

{{{5}}}

问题：在编译BCM2835库，出现Makefile:327:recipe for target 'aclocal.m4' failed 执行：autoreconf -vfi ，再重新编译，详见下图：

技术支持

联系人：黄工 EMAIL：[email protected] 电话：0755-83040712 QQ：3005763927 微信：扫下方二维码添加

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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