EC-01G NBIOT+GPS模块
模块来源
采购链接:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-24271435830.11.47384853h0s6Zh&id=661208519683
资料下载:
https://docs.ai-thinker.com/nb-iot
规格参数
工作电压:3.0V-3.6V
工作电流:IMAX = 170mA
模块尺寸:14.4 x 24.7 MM
控制方式:串口
查看资料
NBIOT模块使用网络是通过物联网卡提供流量,物联网卡链接:
电信NB卡 电信NB IoT卡 贴片/插拔 节能低功耗设备用水电气表门磁
使用GPS定位时,不可在室内,室内很难定位。需要到室外进行定位。
其余请参考官方资料:https://docs.ai-thinker.com/nb-iot
案例一:接入心知天气平台获取天气数据
心知天气平台
- 心知天气获取
第一次使用需要先注册,进入官网:https://www.seniverse.com。
- 登陆控制台获取私钥(这里我注册了1个 密钥)
- 根据安信可科技提供的资料,完成心知天气平台的接入。 AT指令发送步骤:
指令相关含义见资料【nb-iot系列模组AT指令集v1.0.pdf】
API指令可上心知天气官网查询,这个贴两个API指令。(可点击超链接文字,跳转到相关网页)
下方代码写入小节需要更改私钥,请将 your_api_key 替换成为你的私钥。
引脚选择
使用串口2(串口2-TX=P02,串口2-RX=P01)
移植至工程
我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码,按照以下步骤,即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学,这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_ec01g.c 和 bsp_ec01g.h,文件夹名字改为EC01G。
代码写入
WARNING
📌 在 bsp_ec01g.h 中,将私钥宏定义 API_KEY 修改为你自己的私钥。并输入要查询的城市。
在文件bsp_ec01g.c中,编写如下代码。
/*
* 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
* 开发板官网:www.lckfb.com
* 技术支持常驻论坛,任何技术问题欢迎随时交流学习
* 立创论坛:club.szlcsc.com
* 关注bilibili账号:【立创开发板】,掌握我们的最新动态!
* 不靠卖板赚钱,以培养中国工程师为己任
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-01-11 LCKFB-lp first version
*/
#include "bsp_ec01g.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
unsigned char EC01G_RX_BUFF[EC01G_RX_LEN_MAX];
unsigned char EC01G_RX_FLAG = 0;
unsigned int EC01G_RX_LEN = 0;
/*
AT\r\n //测试设备是否存在 返回OK说明存在
AT+CFUN=1 //关闭飞行模式 返回OK 说明成功
AT+CEREG? //判断是否附着网络成功 返回+CEREG: 0,1 说明附着网络成功
AT+HTTPCREATE=0,"http://116.62.81.138:80" //设置命令创建一个 http 或 https 客户端实例 返回OK成功
AT+HTTPCON=0 //连接0号实例服务器 返回OK成功
AT+HTTPSEND=0,0,78,"/v3/weather/now.json?key=SIwiiHEWo6pPD42S5&location=beijing&language=en&unit=c" //向0号实例发送GET命令,地址长度为78
AT+HTTPDESTROY=0 //断开连接 当出现 +HTTPERR: 0,11 时,需要断开连接,再重新连接实例服务器
将API返回的数据,+HTTPRESPC: 后面的7B227。。。转为字符串形式
+HTTPRESPH: 0,200,396,Date: Fri, 02 Jun 2023 03:35:05 GMT
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Content-Length: 260
Connection: keep-alive
access-control-allow-origin: *
etag: W/"104-BAVuIqnZSk8TcsNHuRGYESoLzao"
x-powered-by: Express
x-ratelimit-limit: 20;w=60
x-ratelimit-remaining: 19
x-ratelimit-reset: 60.000
x-request-id: F2S6NvFKYBEUQ0zTbqlB
x-tenant-id: dbef859d-3503-45ff-ba2f-3e5f0f4de75d
+HTTPRESPC: 0,0,260,520,7B22726573756C7473223A5B7B226C6F636174696F6E223A7B226964223A2257583446425858464B45344622
2C226E616D65223A224265696A696E67222C22636F756E747279223A22434E222C2270617468223A224265696A696E672C4265696A696E67
2C4368696E61222C2274696D657A6F6E65223A22417369612F5368616E67686169222C2274696D657A6F6E655F6F6666736574223A222B30
383A3030227D2C226E6F77223A7B2274657874223A2253756E6E79222C22636F6465223A2230222C2274656D7065726174757265223A2232
38227D2C226C6173745F757064617465223A22323032332D30362D30325431313A31343A33382B30383A3030227D5D7D
*/
static void delay_ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
static void delay_1ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_1us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
/************************************************************
* 函数名称:EC01G_USART_Init
* 函数说明:连接EC01G的初始化
* 型 参:bund=串口波特率
* 返 回 值:无
* 备 注:无
*************************************************************/
void EC01G_USART_Init(unsigned int bund)
{
//定义 串口配置结构体,必须赋初值,否则无法实现
uart_config_t uart_config={0};
uart_config.baud_rate = bund; //配置波特率
uart_config.data_bits = UART_DATA_8_BITS; //配置数据位为8位
uart_config.parity = UART_PARITY_DISABLE; //配置校验位为不需要校验
uart_config.stop_bits = UART_STOP_BITS_1; //配置停止位为 一位
uart_config.flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE; //禁用硬件流控制
//将以上参数加载到串口1的寄存器
uart_param_config(EC01G_USART, &uart_config);
//绑定引脚 TX=tx_pin RX=rx_pin RTS=不使用 CTS=不使用
uart_set_pin(EC01G_USART, GPIO_EC01G_TX, GPIO_EC01G_RX, UART_PIN_NO_CHANGE, UART_PIN_NO_CHANGE);
//安装 串口 驱动程序
uart_driver_install(EC01G_USART, EC01G_RX_LEN_MAX, 200, 0, NULL, 0);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_USART_Send_Bit
* 函 数 说 明:向EC01G模块发送单个字符
* 函 数 形 参:ch=字符
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void EC01G_USART_Send_Bit(unsigned char ch)
{
uart_write_bytes(EC01G_USART, (const char*)&ch, 1);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_USART_send_String
* 函 数 说 明:向EC01G模块发送字符串
* 函 数 形 参:str=发送的字符串
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void EC01G_USART_send_String(unsigned char *str)
{
uart_write_bytes(EC01G_USART, (const char*)str, strlen( (const char*)str ));
}
//清除串口接收的数据
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Clear_EC01G_RX_BUFF
* 函 数 说 明:清除EC01G发过来的数据
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Clear_EC01G_RX_BUFF(void)
{
uart_flush(EC01G_USART);
EC01G_RX_LEN = 0;
EC01G_RX_FLAG = 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_Send_Cmd
* 函 数 说 明:向EC01G模块发送指令,并查看EC01G模块是否返回想要的数据
* 函 数 形 参:cmd=发送的AT指令 ack=想要的应答 waitms=等待应答的时间 cnt=等待应答多少次
* 函 数 返 回:1=得到了想要的应答 0=没有得到想要的应答
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
char EC01G_Send_Cmd(char *cmd,char *ack,unsigned int waitms,unsigned char cnt)
{
EC01G_USART_send_String((unsigned char*)cmd);//发送AT指令
while(cnt--)
{
//串口中断接收EC01G应答
if( EC01G_RX_FLAG == 1 )
{
EC01G_RX_FLAG = 0;
EC01G_RX_LEN = 0;
//查找是否有想要的数据
if( strstr((char*)EC01G_RX_BUFF, ack) != NULL )
{
return 1;
}
//清除接收的数据
Clear_EC01G_RX_BUFF();
}
//时间间隔
delay_1ms(waitms);
}
EC01G_RX_FLAG = 0;
EC01G_RX_LEN = 0;
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_Init
* 函 数 说 明:EC01G模块初始化
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:ESP01S的默认波特率是9600
******************************************************************/
void EC01G_Init(void)
{
EC01G_USART_Init(9600);//默认波特率为9600
//创建串口2接收任务
xTaskCreate(EC01G_USART_Handler, "EC01G_USART_Handler", 1024*2, NULL, tskIDLE_PRIORITY, NULL);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_Seniverse_Init
* 函 数 说 明:配置EC01G模块连接心知天气平台
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:1=没有检测到设备
* 作 者:LC
* 备 注:
AT\r\n //测试设备是否存在 返回OK说明存在
AT+CFUN=1 //关闭飞行模式 返回OK 说明成功
AT+CEREG? //判断是否附着网络成功 返回+CEREG: 0,1 说明附着网络成功
AT+HTTPCREATE=0,"http: //116.62.81.138:80" //设置命令创建一个 http 或 https 客户端实例 返回OK成功
AT+HTTPCON=0 //连接0号实例服务器 返回OK成功
AT+HTTPSEND=0,0,78,"/v3/weather/now.json?key=SIwiiHEWo6pPD42S5&location=beijing&language=en&unit=c" //向0号实例发送GET命令,地址长度为78
AT+HTTPDESTROY=0 //断开连接 当出现 +HTTPERR: 0,11 时,需要断开连接,再重新连接实例服务器
******************************************************************/
uint8_t EC01G_Seniverse_Init(void)
{
uint8_t ret = 0;
uint8_t i = 0;
uint8_t send_buff[250]={0};
//测试设备是否存在
if( EC01G_Send_Cmd("AT\r\n", "OK", 1000,3) == 0 )
{
return 1;
}
//关闭飞行模式
if( EC01G_Send_Cmd("AT+CFUN=1\r\n", "OK", 1000,3) == 0 )
{
return 2;
}
//判断是否附着网络成功
if( EC01G_Send_Cmd("AT+CEREG?\r\n", "+CEREG: 0,1", 1000,3) == 0 )
{
delay_1ms(500);
ret = EC01G_Send_Cmd("AT+CEREG?\r\n", "+CEREG: 0,1", 1000,3);
if( ret == 0 )
{
return 1;
}
}
again:
//如果之前有连接过,则断开连接
EC01G_Send_Cmd("AT+HTTPDESTROY=0\r\n", "OK", 500,1);
//清除接收的数据
Clear_EC01G_RX_BUFF();
//创建一个 http客户端实例
while( EC01G_Send_Cmd("AT+HTTPCREATE=0,\"http://116.62.81.138:80\"\r\n", "OK", 1000,3) == 0 )
{
#if DEBUG
printf("AT+HTTPCREATE FAIL\r\n");
#endif
i++;
if( i >= 3 )
{
return 2;
}
delay_ms(50);
goto again;
}
i=0;
//连接0号实例服务器 (默认0号服务器)
while( EC01G_Send_Cmd("AT+HTTPCON=0\r\n", "OK", 1000,3) == 0 )
{
#if DEBUG
printf("AT+HTTPCON FAIL\r\n");
#endif
i++;
if( i >= 3 ) return 3;
delay_ms(50);
goto again;
}
//发送获取天气数据API
sprintf((char*)send_buff, "AT+HTTPSEND=0,0,%d,%s\r\n", strlen(WEATHER_FACTS_API)-2, WEATHER_FACTS_API);
if( EC01G_Send_Cmd((char*)send_buff, "OK", 1000,3) == 0 )
{
#if DEBUG
printf("AT+HTTPSEND FAIL\r\n");
#endif
return 4;
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Hex_To_Text
* 函 数 说 明:将16进制字符串转为字符型字符串
* 函 数 形 参:hex=16进制字符串地址 hex_len= text=要保存的地址
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Hex_To_Text(char *hex, char *text)
{
char buff[200]={0};
int string_length = strlen((char*)hex) / 2;
int i = 0;
// 将每两个字符转换为一个字节,并拷贝到转换后的字符串中
for (i = 0; i < string_length; i++) {
char HEX[3];
memcpy(HEX, &hex[i * 2], 2);
HEX[2] = '\0';
text[i] = strtol(HEX, NULL, 16);
}
text[i]='\0';
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Search_Data
* 函 数 说 明:查找对应数据
* 函 数 形 参:original_data=原始数据 weather_data=要保存的数据 find_what查找的数据头
* 函 数 返 回:0=查找失败 1=查找成功
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
uint8_t Search_Data(char *original_data, char * weather_data, char *find_what)
{
char *buff;
uint16_t i = 0;
if( strstr(original_data, find_what) != NULL )
{
//找到内容开始的地址
buff = strstr(original_data, find_what);
//过滤find_what的内容
buff += strlen(find_what);
//找到'"'的下标
while( buff[i] != '"' )
{
i++;
}
//从buff里复制长度为i的字符串到weather_data
strncpy(weather_data, buff, i);
//strncpy函数不会补零,需手动补上
weather_data[i+1] = '\0';
return 1;
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Weather_Data_Analysis
* 函 数 说 明:解析天气数据格式。
* 函 数 形 参:original_data原始JSON格式数据 weather_data解析的数据保存地址
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:原始JSON格式数据见下方
{"results":[{"location":{"id":"WS10730EM8EV","name":"Shenzhen","country":"CN","path":
"Shenzhen,Shenzhen,Guangdong,China","timezone":"Asia/Shanghai","timezone_offset":
"+08:00"},"now":{"text":"Sunny","code":"0","temperature":"32"},"last_update":"2023-06-02T16:10:15+08:00"}]}
******************************************************************/
void Weather_Data_Analysis(char *original_data, WEATHER_DATA* weather_data)
{
//查找城市
Search_Data(original_data,weather_data->city,"name\":\"");
//查找国家
Search_Data(original_data,weather_data->country,"country\":\"");
//查找具体地址
Search_Data(original_data,weather_data->path,"path\":\"");
//查找天气状态
Search_Data(original_data,weather_data->weather,"text\":\"");
//查找天气代码
Search_Data(original_data,weather_data->weather_code,"code\":\"");
//查找当前温度
Search_Data(original_data,weather_data->temperature,"temperature\":\"");
//查找更新时间
Search_Data(original_data,weather_data->last_update,"last_update\":\"");
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_Weather_Data
* 函 数 说 明:获取天气数据
* 函 数 形 参:data=所以天气数据保存的结构体地址
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Get_Weather_Data(WEATHER_DATA* data)
{
uint16_t outtime = 5000;//5秒的超时时间
uint16_t i = 0;
unsigned char send_buff[250]={0};
char parse_buff[1024]={0};
char *rev_buff=0;
//清除接收的数据
Clear_EC01G_RX_BUFF();
//整理天气数据API
sprintf((char*)send_buff, "AT+HTTPSEND=0,0,%d,%s\r\n", strlen(WEATHER_FACTS_API)-2, WEATHER_FACTS_API);
//发送指令
EC01G_USART_send_String(send_buff);
//接收数据
while( outtime-- )
{
delay_1ms(50);
if( EC01G_RX_FLAG == 1 )
{
EC01G_RX_FLAG = 0;
//如果接收正确
if( strstr((const char*)EC01G_RX_BUFF, "+HTTPRESPC:") != NULL )
{
//保存数据地址
rev_buff = strstr((const char*)EC01G_RX_BUFF, "+HTTPRESPC:");
break;
}
}
}
//过滤不需要的数据
rev_buff+=11; //过滤+HTTPRESPC:
while( i < 4 )//过滤4个逗号
{
if( *rev_buff == ',' )
{
i++;
}
rev_buff++;
}
//将16进制字符串转为字符型字符串
Hex_To_Text(rev_buff, parse_buff);
//解析数据保存到data里
Weather_Data_Analysis(parse_buff, data);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:EC01G_USART_Handler
* 函 数 说 明:连接EC01G的串口中断服务函数
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void EC01G_USART_Handler(void)
{
while(1)
{
//接收数据
EC01G_RX_LEN = uart_read_bytes(EC01G_USART, EC01G_RX_BUFF, EC01G_RX_LEN_MAX-1, 500 / portTICK_PERIOD_MS);
if( EC01G_RX_LEN > 0 ) // 接收缓冲区不为空
{
EC01G_RX_BUFF[EC01G_RX_LEN] = '\0'; //字符串结尾补 '\0'
EC01G_RX_FLAG = 1; // 接收完成
#if DEBUG //测试,查看接收到了什么数据
printf("%s\r\n", EC01G_RX_BUFF);
#endif
}
delay_ms(500);
}
}
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在文件bsp_ec01g.h中,编写如下代码。
/*
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* Date Author Notes
* 2024-01-11 LCKFB-lp first version
*/
#ifndef _BSP_EC01G_H_
#define _BSP_EC01G_H_
#include <stdio.h>
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/uart.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/spi_common.h"
#include "hal/gpio_types.h"
#include "string.h"
//是否开启串口调试,查看WIFI回显数据
#define DEBUG 1
/**************************** 心知天气 ****************************/
//秘钥(需要修改为你的密钥!)
#define API_KEY "SpUFyXp2YvP12yxQR"
//要查询的城市 (输入城市拼音,免费版只支持部分城市)
#define QUERIED_CITY "shenzhen"
//天气实况API "/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c"
#define WEATHER_FACTS_FRONT "\"/v3/weather/now.json?key="
#define WEATHER_FACTS_MIDDLE "&location="
#define WEATHER_FACTS_BACK "&language=en&unit=c\""
//查询天气实况API
#define WEATHER_FACTS_API ( WEATHER_FACTS_FRONT API_KEY WEATHER_FACTS_MIDDLE QUERIED_CITY WEATHER_FACTS_BACK)
//未来天气预报API "/v3/weather/daily.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c&start=0&days=5"
#define FUTURE_WEATHER_FRONT "\"/v3/weather/daily.json?key="
#define FUTURE_WEATHER_MIDDLE "&location="
#define FUTURE_WEATHER_BACK "&language=en&unit=c&start=0&days=5\""
//未来天气预报API
#define FUTURE_WEATHER_API ( FUTURE_WEATHER_FRONT API_KEY FUTURE_WEATHER_MIDDLE QUERIED_CITY FUTURE_WEATHER_BACK)
//接收的数据保存地址
typedef struct{
char city[20]; //查询的城市
char country[20]; //查询的国家
char path[50]; //具体地址(市市省国,例:Shenzhen,Shenzhen,Guangdong,China)
char weather[10]; //天气状态
char weather_code[5]; //天气代码
char temperature[5]; //温度
char last_update[50]; //天气数据更新时间
}WEATHER_DATA;
/**************************** 串口配置 ****************************/
#define GPIO_EC01G_TX 2 // 串口TX的引脚
#define GPIO_EC01G_RX 1 // 串口RX的引脚
#define EC01G_USART UART_NUM_2 // 串口2
#define EC01G_RX_LEN_MAX 2096 //串口接收最大长度
void EC01G_Init(void);
uint8_t EC01G_Seniverse_Init(void);
void Get_Weather_Data(WEATHER_DATA* data);
void EC01G_USART_Handler(void);
#endif
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移植验证
在main.c中写入:
/*
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* Date Author Notes
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*/
#include <stdio.h>
#include "bsp_ec01g.h"
#include "string.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt_impl.h"
int app_main(void)
{
WEATHER_DATA weather_data={0};
esp_task_wdt_deinit();
printf("Start......\r\n");
EC01G_Init();
EC01G_Seniverse_Init();
//等待之前的串口数据接收完毕
vTaskDelay(3000 / portTICK_PERIOD_MS);
printf("\r\n\r\nagain rev\r\n\r\n");
//获取天气数据,并保存到weather_data结构体里
Get_Weather_Data(&weather_data);
printf("city = %s\r\n", weather_data.city );
printf("country = %s\r\n", weather_data.country );
printf("path = %s\r\n", weather_data.path );
printf("weather = %s\r\n", weather_data.weather );
printf("weather_code = %s\r\n", weather_data.weather_code );
printf("temperature = %s\r\n", weather_data.temperature );
printf("last_update = %s\r\n", weather_data.last_update );
while(1)
{
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
}
}
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上电现象:
驱动代码: