NB DTU/RTU软硬件设计开源资料分析（TCP协议+MQTT协议+GNSS定位）
电子说
描述
一 、系统综述
1 项目综述
NB DTU/RTU开源产品，使用奇迹的AM21EV5/V6模组作为主控，支持NB通讯和GNSS，支持通过上位机配置相应信息，将普通产品数据通过边缘网络设备转化为网络数据。
2 产品系统框图
系统框图
功能简介
1. 电源：向SOM核心板+底板，以及扩展外设提供电源
2. SOM核心板+底板：产品核心部分
3. 上位机：配置设备参数。
4. NB天线：信号接收发送
5. DI/DO：开关量输入，输出
6. AI：模拟输入
7. SOM板和底板之间的接口使用板对板连接器
二 、组件产品资料
2.1 SOM板
产品功能描述
SOM板，是开源产品（DTU和RTU等）的公共核心板。
产品资源介绍
SOM板一共引出了4排插针，用户可用的接口有3个GPIO，可以作为普通输入输出GPIO，也可以作为串口；2个ADC；一组4线SPI；一组I2C；SPI和I2C接口也可以作为普通GPIO。两个串口固定作为AT串口和调试串口。
电源威廉希尔官方网站
AM21EV5/V6模块
GPS I-PEX座
NB I-PEX座
SIM威廉希尔官方网站
排座
电源
GPIO
UART
I2C
SPI
DI/DO
AI
板对板连接器
产品形态
SOM板形态根据AM21EV5、AM21EV6这两个不同模组和卡形态，分为6种硬件形态。分别为：
| 编号 | 卡形态 | GPS |
| 形态A | 模组内置贴片卡 | 支持 |
| 形态B | 全网通三合一卡 | 支持 |
| 形态C | 插拔卡 | 支持 |
| 形态D | 模组内置贴片卡 | 不支持 |
| 形态E | 全网通三合一卡 | 不支持 |
| 形态F | 插拔卡 | 不支持 |
| 形态G | 5*6贴片卡 | 支持 |
| 形态H | 5*6贴片卡 | 不支持 |
2.2 底板
产品功能描述
底板板，是开源产品（DTU和RTU等）的公共底板。
产品资源介绍
底板接口有： 电源接口；六排排针，核心板和MCU所有的IO都接在这六排排针上；绿端子两个，一个2PIN的是电源接口，一个10PIN的是DTU/RTU对外的接口。详情查看原理图。
电源威廉希尔官方网站
AM21EV5/V6模块接口
SIM威廉希尔官方网站
232/485电平转换威廉希尔官方网站
LED
绿端子
电源
GPIO
UART
DI/DO
AI
板对板连接器
产品形态
底板形态只有一种。
三 、场景应用系统级产品版本定义
3.1 开发板
产品功能描述
开发板，是专门方便用户快速上手，加快开发的硬件。是各种场景下不同功能的组合。
SOM板可以根据客户需求，使用需要的形态，底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的全功能版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.2 DTU形态A
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态A，使用SOM板的形态A，带GPS，单一网络贴片卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.3 DTU形态B
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态B，使用SOM板的形态B，带GPS，三合一全网通卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.4 DTU形态C
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态C，使用SOM板的形态C，带GPS，插拔卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.5 DTU形态D
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态D，使用SOM板的形态D，单一网络贴片卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.6 DTU形态E
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态E，使用SOM板的形态E，三合一全网通卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.7 DTU形态F
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态F，使用SOM板的形态F，插拔卡。底板使用PCB未焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.8 RTU形态A
产品功能描述
RTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
RTU形态A，使用SOM板的形态A，带GPS，单一网络贴片卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
GPS天线
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.9 RTU形态B
产品功能描述
RTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
RTU形态B，使用SOM板的形态B，带GPS，三合一全网通卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
GPS天线
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.10 RTU形态C
产品功能描述
DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
DTU形态C，使用SOM板的形态C，带GPS，插拔卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
GPS天线
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
GPS模块
TCP下行数据模块
3.11 RTU形态D
产品功能描述
RTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
RTU形态D，使用SOM板的形态D，单一网络贴片卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.12 RTU形态E
产品功能描述
RTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
RTU形态E，使用SOM板的形态E，三合一全网通卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.13 RTU形态F
产品功能描述
RTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
RTU形态F，使用SOM板的形态F，插拔卡。底板使用PCB焊接DI/DO、AI插座的版本。
产品资源介绍
电源威廉希尔官方网站
SOM板
底板
NB天线
232串口
485串口
DI/DO
AI
扩展接口
普通GPIO接口
SPI接口
I2C接口
UART接口
产品软件模块
AT指令模块
TCP透传模块
网络AT模块
心跳模块
TCP下行数据模块
3.14 其它形态
开源项目除了上述使用TCP协议的形态，还有使用MQTT协议的形态，硬件没有改动，和上述所有形态一样，只是软件协议上有改动。
四 、电源方案
采用220V转5V直流电源。
五 、天线方案
NB天线：小辣椒天线，通过I-PEX线和外壳连接。
标准尺寸。
GPS天线：小辣椒天线，通过I-PEX线和外壳连接。
标准尺寸。
六 、产品结构及安装方式
产品结构示意图：
产品外壳尺寸：小于等于64mmX69mmX25mm
产品安装方式：通过2个固定孔固定在设备上
核心板、地板，板对板连接器结构示意图
七 、产品规格
td {white-space:nowrap;border:1px solid #dee0e3;font-size:10pt;font-style:normal;font-weight:normal;vertical-align:middle;word-break:normal;word-wrap:normal;}
| 参数 | 描 述 | |
| 供电 | 6 - 24V直流电源 | |
| 频段 | band3、band5、band8 | |
| SIM/USIM口 | 内置2mm*2mm eSIM、内置5mm*6mm三合一卡、卡座 | |
| 产品重量 | 重量 | 500——700g |
| 外形尺寸 | 外壳尺寸(mm) | 小于等于96mmX78mmX25mm |
| 外壳装配方式 | 预留两个固定孔 | |
| 外壳 | 金属 | |
| 温度范围 | 工作温度 | -20℃~ +80℃ |
| 存储温度 | -20℃~ +85℃ | |
| 软件功能 | 工作模式 | 透传模式，非透传模式 |
| 设备平台 | 无 | |
| 客户端 | 奇迹自主开发 | |
| 通信协议 | tcp、mqtt | |
| 设备数据上报 | 注册包，心跳，透传数据，定位信息 | |
| 平台下行数据 | 网络AT，透传数据 | |
八 、NB DTU/RTU开源产品硬件资料包
详情请见Wiki：Cellular IoT Wiki 知识库
九 、NB DTU/RTU开源产品软件代码讲解以及使用
详情请见Wiki：Cellular IoT Wiki 知识库
十 、NB DTU/RTU开源产品固件
详情请见Wiki：Cellular IoT Wiki 知识库
十一、如何了解更多NB DTU/RTU开源产品方案
本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki，更多技术干货欢迎关注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知识库（https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf）
欢迎同学们走进AmazIOT知识库的世界！
这里是为物联网人构建的技术应用百科，以便帮助你更快更简单的开发物联网产品。
Cellular IoT Wiki初心：
在我们长期投身于蜂窝物联网 ODM/OEM 解决方案的实践过程中，一直被物联网技术碎片化与产业资源碎片化的问题所困扰。从产品定义、芯片选型，到软硬件研发和测试，物联网技术的碎片化以及产业资源的碎片化，始终对团队的产品开发交付质量和效率形成制约。为了减少因物联网碎片化而带来的重复开发工作，我们着手对物联网开发中高频应用的技术知识进行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平台的 RTOS 应用生态。后来我们发现，很多物联网产品开发团队都面临着相似的困扰，于是，我们决定向全体物联网行业开发者开放奇迹物联内部沉淀的应用技术知识库 Wiki，期望能为更多物联网产品开发者减轻一些重复造轮子的负担。
Cellular IoT Wiki沉淀的技术内容方向如下：
奇迹物联的业务服务范围：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物联网模组，为客户物联网ODM/OEM解决方案服务。我们的研发技术中心在石家庄，PCBA生产基地分布在深圳、石家庄、北京三个工厂，满足不同区域&不同量产规模&不同产品开发阶段的生产制造任务。跟传统PCBA工厂最大的区别是我们只服务物联网行业客户。
连接我们，和10000+物联网开发者一起 降低技术和成本门槛
让蜂窝物联网应用更简单~~
哈哈你终于滑到最重要的模块了，
千万不！要！划！走！忍住冲动！~
欢迎加入飞书“开源技术交流群”，随时找到我们哦~
点击链接如何加入奇迹物联技术话题群（https://rckrv97mzx.feishu.cn/docx/Xskpd1cFQo7hu9x5EuicbsjTnTf）可以获取加入技术话题群攻略
Hey 物联网从业者，
你是否有了解过奇迹物联的官方公众号“eSIM物联工场”呢？
这里是奇迹物联的物联网应用技术开源wiki主阵地，欢迎关注公众号，不迷路～
及时获得最新物联网应用技术沉淀发布
审核编辑 黄宇
-
基于μC／OS—II的μC／IP协议栈在ARM系统中的实现2009-03-28 0
-
MQTT协议介绍与移植笔记2021-08-20 0
-
MQTT协议的相关资料分享2022-01-20 0
-
如何快速实现Modbus RTU和Modbus TCP协议转换？2022-08-18 0
-
移动nb—mqtt协议介绍2023-09-26 0
-
MQTT协议采集网关可自定义格式2023-10-09 0
-
DTU-RTU通信协议2018-03-16 857
-
对DTU进行Modbus RTU协议的配置流程2022-08-12 3773
-
MQTT协议简介及协议原理2023-02-28 7040
-
mqtt协议和tcp协议区别2024-04-01 1630
-
红豆Cat 1开源 项目二： 从0-1设计一款MQTT版本DTU 支持GNSS 产品的软硬件全过程2024-07-12 344
-
PLC协议、Modbus RTU TCP 、DL T645、IEC101-104、BACnet 转Modbus TCP RTU、OPC UA、MQTT、BACnet IP协议网关2024-07-24 549
-
CAT1 RTU软硬件设计开源资料分析 TCP协议+GNSS定位版本2024-10-11 287
-
NB Tracker软硬件设计开源资料分析（TCP协议+GNSS定位）2024-09-21 553
-
CAT1 RTU软硬件设计开源资料分析（TCP协议+Modbus协议+GNSS定位版本 ）2024-09-20 438
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !
