nb模塊與服務器的連接及數據傳輸方式

2023-05-06 來源：作者：深圳市中電網絡技術有限公司

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一、NB-iot網絡架構

整個NB-IoT網絡架構分為五個部分：終端，無線網絡，核心網絡(EPC)，IoT支持平臺和應用服務器。

nb模塊與服務器的連接及數據傳輸方式

二、NB-iot網絡架構簡介

1.終端

主要通過空中接口連接到基站。終端方面主要包括工業終端和NB-IoT模塊。工業應用環境更加復雜，工業終端也有所不同，除了芯片，模塊，傳感器接口，NB-IoT模塊等，還包括無線傳輸接口，軟SIM設備，傳感器接口等。

2.無線網絡側

包含兩種分組網絡方法，一種是單運行(單無線電接入網絡)，其中包括2G/3G/4G和NB-IoT無線網絡。另一個是建立NB-IoT。它主要負責空中接口連接處理，小區管理等相關功能。它通過S1-lite接口連接到IoT核心網絡，并將未連接的層數轉發到上層元處理。

3.核心網絡

網絡組件包括兩種分組網絡方法，一種是集成演進分組核心網絡(EvolvedPacketC)數據傳輸方法，即2G/3G/4G核心網絡。核心網絡通過IoTEPC網絡元素以及GSM，UITRAN和LTE公共EPC支持NB-IoT和eMTC用戶訪問。

4.物聯網支持平臺

歸屬位置寄存器(HLR)，定位控制和計費規則功能單元(pcrf)

5.應用服務器

IoT數據的最終聚集點，可根據客戶需求執行數據處理和其他操作。

三、數據傳輸方式

為了將IoT數據發送到應用程序，蜂窩網絡(CIoT)在EPS中定義了兩種優化方案：

優化CIoTEPS用戶界面功能(用戶平面CIoTEPS優化)

CIoTEPS控制平面功能優化(控制平面功能優化)

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如上圖所示，紅線代表CIoTEPS控制平面功能優化解決方案，藍線代表CIoTEPS用戶平面功能優化解決方案。

1.CIoTEPS控制界面功能的優化

上行鏈路數據從eNB(CIoTRAN)發送到MME。在此，傳輸路徑分為兩種分支數據傳輸模式。

通過sgw轉發到PGW，并轉發到應用程序服務器。

通過服務能力公開功能(scef)連接到應用程序服務器。(僅對應于非IP數據傳輸，下行數據傳輸路徑相同，方向相反)

注意：MME：MobilityManagement，移動性管理實體(信令實體)訪問網絡的關鍵控制節點。負責空閑模式下的UE跟蹤和尋呼控制。通過與歸屬用戶服務器(HSS)的信息交換，完成了用戶身份驗證功能。

sgw：負責服務GW，服務網關和用戶數據包的路由和傳輸。對于空閑的UE，sGW是下行數據路徑的末尾，并在下行數據到達時觸發UE的尋呼。

PGW：PacketDataNetworkgateway，PDN網關(分組數據網絡網關)在UE和外部分組數據網絡的連接點之間提供接口轉發，并對服務執行下游服務級別計費。

scef：新近推出的專用于nb-IOT配置校正，可控地傳輸非IP數據包以及為網絡服務(例如身份驗證)提供抽象接口的工具。

在這種條件下，由于可以接在信道無線電承載上發送分組，就不需要再去建立數據無線電承載，所以這種解決方案在不頻繁發送小數據包的方案中應用廣泛。

2.優化CIoTEPS用戶界面功能

物理網絡數據轉發方案與常規數據通信相同。數據在無線承載上發送，從SGW轉發到PGW，然后轉發到應用服務。因此，該方法在建立連接時會產生開銷，但是具有快速的分組序列傳輸的優點。此方法支持IP和非IP數據的傳輸。

方案介紹

移芯通信EC616小體積低功耗NB-IoT模組

nb模塊與服務器的連接及數據傳輸方式

自主研發的NB-IoT模組CFB-801，采用OPENSDK的模式，主控IC為EC616，具有二次開發、節省MCU的優點。模組尺寸小，適用于智能可穿戴設備、智慧追蹤、物流、遠程抄表、智慧消防、交通、農業等多個領域。CFB-801主要應用于低功耗的數據傳輸業務，符合 NB-IoT 無線電通信協議（3GPP Release-14）標準，以及中國電信標準要求。CFB-801 采用 LCC 貼片封裝，并具有 20mm × 16mm × 2.2mm 的超小尺寸。此外，該模塊采用了省電技術，電流功耗在省電模式（PSM）下，小于 0.8uA。

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基于新唐ML51開發的電池管理系統（BMS）—超低功耗MCU+AFE方案

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