一、背景
NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT属于低速率传输技术，具有低频段、低功耗、低成本、高覆盖的特点。接下来是基于NB-IoT技术设计一款定位终端，其设计理念可以广泛应用于儿童、老人、宠物等移动定位终端的软件设计上。
二、系统架构
定位终端软件设计是基于高通的NB-IoT通信模块、Mcu控制模块开发的。Mcu通过AT指令同NB-IoT模块通信，完成定位数据的采集、上报，平台对设备的控制参数下发，配置参数的更新等。NB-IoT模块同中国电信物联网开放平台之间通过coAP协议通讯。CoAP报文的payload是设备和物联网平台交互的应用数据。应用server通过http协议和平台通讯，通过调用平台的开放API来控制设备，平台把设备上报的数据推送给应用服务器。平台支持对设备数据进行协议解析，转换成标准的ison格式数据。
三、功能实现
定位终端通过coap协议发布消息，采用动态Accesstoken保证安全性。终端刷新token必须使用初始token;设备上报数据，必须使用刷新后的token;解析retcode时，当身份校验不成功时，设备需自动请求刷新token。初始token是通过对厂商的某些信息有md5加密算法得到的。本定位终端主要实现如下功能：
1、初始化。设备初始化包括任务、设备、以及参数和变量的初始化，具体来说：1)开机系统初始化;2)GPIO初始化;3)设备参数初始化;4)TIMER初始化;5)uART串口初始化;6)TASK初始化。
2、通讯及连接。1)开机有关参数查询，配置;2)控制GGsN的PPP连接(对应的COAP指令LSIPCALL);3)初始化连接远程主机(物联网平台，对应的cOAP指令LSIPOPEN);4)GETTOKEN(物联网平台)。
3、GPS数据采集。GPS定位芯片集成在NB-IoT模块，MCu通过AT指令控制GPS开启、关闭、数据采集。在每次周期性上报时间到时，MCu通过AT开启GPS，以查询的方式获取GPS定位数据，将定位信息按照指定的协议格式上报给物联网平台。定位策略主要包括如下两点：1)GPS在室内室外判断，如果设备判断在室内，则关闭GPS。2)如果为静止状态并且超过5分钟则停止定位，周期性上报默认经纬度，系统进入待机，直到状态变为运动状态并且周期性上报时间到，才启动GPS获取定位数据。
4、电子围栏设计：1)无围栏。设备在无围栏状态下时，默认为安全，采用正常频率发送数据;2)仅存安全围栏。仅存在安全围栏时，设备在围栏区域内认为安全，采用正常频率发送数据;在非围栏区域内认为危险，采用紧急频率发送数据。3)安全、危险围栏共存。安全、危险围栏共存时，设备在安全区域内认为安全，采用正常频率发送数据;在非安全区域和危险区域内均认为危险，采用紧急频率发送数据。4)仅存危险围栏。仅存在危险围栏时，设备在围栏区域内认为危险，采用紧急频率发送数据;在非围栏区域内认为安全，采用正常频率发送数据。
5、设备同平台交互。1)设备注船：设备南向接口注册，以IMEI号码为注册号，向物联网中心平台发起设备注册，并获取Accesstoken。2)设备自检：设备上电，向物联网中心获取token后，设备侧启动自检功能，将有关设备参数上报物联中心。
四、调试验证
1、编译：将Source Insigh建立定位终端软件工程，用Keil打开刚建立的工程并全部编译，编译后生成可下载的二进制文件。2、下载：用儿INK连接设备的烧录口并确保连接的正确性，随后在Keil中“0PTl0N”选项中查看主芯片是否被识别，主芯片识别后通过Keil中load下载选项，将编译后的二进制文件烧录到主芯片。3、写IMEI：下载完毕后，通过串口工具导人合法的IMEI序列号，每个定位器设备都有不同的IMEI号，这些序列号需要事先录入定位服务器后台，设备请求服务器需要带IMEI参数。4、开机验证：写入完IMEI后，长按定位器开机键，使之处于开机状态;打开手机定位APP，向后台请求绑定指定的IMEI，绑定完毕后，可以查看定位器的在线状态、位置状态、历史轨迹回放。
NB-IoT技术可以说是4G网络的升级，随着IoT的发展，相信NB-IoT会给我们带来更好的体验。
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