Sim800C向M5310-A的移植

【摘要】本文分析了從Sim800C向M5310-A的移植方法。比較了二者電路設計、TCP/UDP傳輸過程以及二者的不同點。

【關鍵詞】Sim800C?M5310-A?GPRS?NB-IoT?TCP?UDP

1前言

Sim800C在物聯網傳輸中有著廣泛的應用，具有體積小，運行穩定，具備藍牙傳輸等功能。M5310-A是中移物聯推出的NB-IoT工業級通訊模組，支持eSim卡和OneNet平臺，在窄帶物聯網模式下有著廣泛的應用。二者都具備基本的移動無線數據傳輸功能，都具備低功耗和串口通訊模式。

2電路設計

Sim800C具備GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900MHz四個頻段。采用42腳城堡型封裝，具備一個全雙工串口，模塊尺寸17.6x15.7x2.3mm，管腳排列如下圖：

M5310-A采用兩側城堡封裝，共30個管腳，一個可與單片機連接的串口，模塊尺寸18.4x19mm，管腳排列如下圖：

二者均可使用MIC29302或SPX29302供電，模塊電壓3.8V左右，瞬間電流可能超過2A，需要在輸出端并聯大容量電解電容和附加濾波電容。Sim800C使用AT+CBC獲取電源電壓;M5310-A使用AT+NCHIPINFO獲取溫度和電壓數值。

二者天線設計基本相同。兩種模塊均需使用SIM卡才能連接到移動網絡。M5310-A可以將eSim卡置于模組內部。沒有SIM卡插入，二者均可用AT+CSQ返回信號強度為99判斷。Sim800C支持1.8V和3VSIM卡，M5310-A目前只支持3VSIM卡。SIM卡各數據管腳應串聯22Ω電阻后再與模塊連接用于抑制EMI。應當對SIM卡進行適當的ESD保護措施，要求較高的場合應使用TVS二極管陣列。

二者串口邏輯電平基本相同，2V以上為高電平，0.7V以下為低電平，如果采用3.3V系統電壓，可以采用串聯電阻的方式進行電平匹配，否則需使用電平匹配電路。

3模塊啟動和關閉

Sim800C需要將PWRKEY管腳拉低1秒使模塊開機。M5310-A模塊BAT管腳上電即可啟動，不需要專門的引腳控制。

二者均可使用AT+CPOWD=1關閉模塊，并可在串口接收到NORMALPOWERDOWN后將29302第一腳拉低關閉電源輸出。

M5310-A可以使用AT+NRB命令重啟模塊，或使用RESET引腳對模塊復位。

單片機判斷模塊是否可用，可以通過串口發出AT命令，并檢測是否有OK返回來判斷。Sim800C中可以通過檢測STATUS管腳是否為高電平判斷模塊是否已經正常啟動。二者的外部電源輸出引腳VDD_EXT是否有電壓輸出也是檢測模塊是否可用的判斷條件。

4注冊并準備上網

Sim800C確認可插入后，可以通過命令AT+CIPSTATUS命令的返回結果判斷是否可以聯網。

使用M5310-A模塊需要先使用命令AT+COPS=1，2，"46000"注冊移動運營商，然后發送AT+CSCON=1命令打開信號提示自動上報，發送AT+CEREG=1命令打開注冊信息自動上報，等待返回+CSCON：1表示自動上報的網絡提示已經連接，最后等待返回諸如+CEREG：1，19E6，94，7的信息后，才表示可以聯網。如果未返回上述信息，需要根據AT+CEREG？查詢網絡狀態。另外還可以發送AT+NPING=目標IP命令觀察返回結果，如果未返回錯誤，就表示可以聯網。

5 TCP通訊

Sim800C采用AT+CIPSTART=”TCP”，”（IP地址）”，端口命令向服務器發起TCP客戶端連接。模塊返回“CONNECTOK”表示連接成功。連接成功后，使用AT+CIPSEND命令向服務器發出信息，服務器返回信息在設置了AT+CIPHEAD=1后，接收的信息有“+IPD”開頭的長度和信息字符串。

M5310-A的TCP通訊需要先創建TCPSocket并綁定本地端口，如AT+NSOCR="STREAM"，6，6003，1表示創建TCP Socket，并綁定本地端口6003，開啟數據到達自動通知（接收到+NSONMI），需要使用AT+NSORF命令讀取數據。

6 UDP通訊

Sim800C采用AT+CIPSTART=”UDP”，”（IP地址）”，端口命令向服務器發起UDP連接。模塊返回“CONNECTOK”表示連接成功。與TCP相同，Sim800C的UDP傳輸中也使用了AT+CIPSEND命令，接收信息需要檢測“+IPD”開頭的字符串。

7結束語

數據通訊過程中，應盡量使用字符信息傳輸，盡可能不傳輸二進制信息。

調試模塊中，應先使用串口助手在電腦端調試，不急于反復修改單片機的程序和收發邏輯。

Sim800C有可選的藍牙模塊，可以實現基本的藍牙SPP傳輸。Sim800C還具備完整的語音通話功能，但是，這些功能在移動物聯網中幾乎用不到。M5310-A不具備語音功能，通過CMIOT擴展命令實現基于OneNet的數據傳輸，具備了更多的IoT方面的性能，是IoT的發展方向，組建移動物聯網系統會更加方便、迅速。

參考文獻：

[1]M5310-A硬件設計手冊_V1_20180827154400_38290.

[2]M5310A AT命令用書使用手冊_V1_20180827154312_20506.

[3]M5310-A TCPIP應用指導手冊_v1_20180827154425_35228.

[4]SIM800C_硬件設計手冊_V1.01.

[5]SIM800 Series_AT Command Manual_V1.09.

作者簡介：吳迪（1972-）男，天津人，天津市夜景燈光管理中心，工程師，研究方向：MIS系統設計、開發、維護研究。