NB-IoT無線數傳(NBIOT DTU)

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(LPWA)。NBIOT具有以下優勢：

1.海量連接：每區可達10萬連接；NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

2.超低功耗：電池壽命長達十年；

低功耗特性是物聯網應用一項重要指標，特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區中的各類傳感監測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是本質的需求。在電池技術無法取得突破的前提下，只能通過降低設備功耗以延長電池供電時間。通信設備消耗的能量往往與數據量或速率相關，即單位時間內發出數據包的大小決定了功耗的大小。數據量小，設備的調制解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數據量、 小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

3．深度覆蓋：能實現比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網絡安全能力，支持雙向鑒權以及空口嚴格加密，確保用戶數據的安全性。

5．穩定可靠：能提供較高級別的可靠性接入，有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，即可與現有網絡基站復用以降低部署成本、實現平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現有網絡的語音和數據帶寬，保證傳統業務和未來物聯網業務可同時穩定、可靠的進行。以智能抄表應用為例，與采用有線PLC抄表數據回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數據成功回收率很高，可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設計要求低，小PA就能實現;因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

CN51XX系列 NB-IoT無線數傳（DTU）是以NB-IoT網絡為通信平臺，提供標準的RS-232/485/TTL接口，按照工業標準設計，可直接與RTU、PLC、智能儀表、單片機控制器等各種工業現場的下位機設備連接。可以讓工業用的RS232/RS485串口設備的串口通信立即轉換為NB-IoT無線網絡通信的雙向數據傳輸設備。CN51XX系列 NB-IoT無線數傳（DTU）可采用透明傳輸的方式，用戶不用知道復雜的NB-IoT通訊原理和UDP/COAP協議，不用更改程序即可實現原有串口設備的無線網絡連接，節省您寶貴的時間和已有投資，可用于長距離通信或控制。廣泛應用于物聯網產業鏈中的M2M行業，如智能電網、智慧交通、智慧農業、工業自動化、消防、公共安全、環境氣象監測、車載定位、智慧園區、資產定位、能源監測等領域。 

（圖）NB-IoT DTU遠程監控系統-物聯網平臺

如圖所示前端數據采集設備通過CN51XX NB-IoT無線數傳（NBIOT DTU）將采集的數據連接到遠端中心，相當于延長了串口的通信距離，從而實現串口設備之間的遙控。

• 支持中國三大運營商NB-IoT網絡；

• 支持多種上下線出發模式，定時上下線、串口數據觸發上下線模式；

• 支持根據IP地址和端口訪問中心；

• 內嵌標準的UDP/COAP協議棧，支持透明數據傳輸

• 支持2路串口（232或485可選），波特率可達230400；

• 支持2路4~20mA模擬量輸入（可選）；

• 板載溫度監測裝置；

• 溫濕度一體傳感器（可選）；

• 內置多星座 GNSS 接收機（GPS+GLONASS），滿足對快速、精準定位的需求（可選）；

• 掉線自動重撥機制（采用自有的狀態機算法）；

• 支持6個中心端，可做數據備份；

• 多種工作模式選擇(透明和非透明)；

• 軟硬件多重看門狗機制；

• 內嵌完備的PPP，TCP/IP協議棧；

• DTU 指令控制，通過指令查詢，控制設備通信；

• 可升級固件程序；

• 嵌入式處理器，支持高速處理協議和大量數據；

• 穩定性：365×24小時不間斷工作；

• 硬件恢復出廠設置。

• 供電：寬電壓+6V-35V；

• 耗電：通信模塊12V供電、通信狀態<15mA

• 工作溫度：-40℃ ～ +85℃；

• 防護等級：IP33；

  
  

實現RS232/RS485串口到NB-IoT無線網絡通信的雙向轉換，其功能如下：

• 把RS232/RS485串口接收到的數據轉為NB-IoT無線網絡發到控制端；

• 把NB-IoT無線網絡接收到的控制端數據轉為通過RS232/RS485串口發出。

硬件

• ARM-based 32-bit MCU；

• 80K數據緩存；

• 硬件看門狗；

• 兩個RS232/RS485串口；

• 2路4~20mA模擬量輸入；

• 溫濕度一體傳感器（可選）；

串口信號

• RS232 DTE三線信號TxD, RxD, GND；

• 或者RS485信號Data+, Data-, GND；

• 所有信號提供15 KV ESD保護。

串口通訊參數

• 數據位：7,8；

• 校驗位：奇,偶,無；

• 停止位：1,2；

• 波特率：300～230400。

軟件系統

• 內置操作系統：μCos；

• 網絡協議棧：TCP, UDP, IP, ICMP,DHCP,DNS 。

選型表：