做一个NB-IOT的室温监测仪

随着物联网技术的发展，近两年新出了一些新的无线通信方式，其中以NB-IoT（窄带物联网）为代表的低功耗广域网技术尤为活跃。这几天闲着无事，就想做一个测温节点监测一下自己的房间。

自己画板做的电路

1、系统结构介绍

NB-IoT和以前的2G模块类似，NB-IoT无线通信技术也是基于蜂窝网络构建，可以直接部署在GSM网络、UMTS网络或者LTE网络中，该技术是由3GPP标准定义的一种低功耗广域网（Low Power Wide Area，LPWA），增强室内覆盖，支持大量的低吞吐量设备，低延迟敏感度，超低成本，低功耗设备。截至到2016年6月RAN#72全会后，NB-IoT在RAN的标准化工作已经完成。

NB-IOT系统架构图

如上图所示，我把一个NB-IOT系统分为分为四层，即：NB-IoT节点、运营商核心网、云端服务以及应用软件层。其中NB-IoT节点布置于各种现场，负责采集所需信息并通过NB-IoT模组经过运营商的核心网络进入发送至云端服务器中，数据由云端服务器负责存储与管理，应用层软件通过从云服务层取出数据进行后续分析处理与应用。

在我们这个小作品中就是简单的通过微处理器读取温度传感器的数据，然后打包通过NB-IOT发送到服务器中。

2、设计电路

本次采用意法半导体的STM32系列微处理器，上海移远生产的BC95 NB-IOT模组。BC95模组时上海移远基于华为海思Hi2115设计的。

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为了方便制作，设计了印刷电路板（PCB）进行制作，将设计文件交由华强PCB代工生产。尺寸在10cm×10cm以内，50块钱可以做10片。

STM32F103C8T6核心板

BC95通信模组

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温度传感器使用最常见的DS18B20，该传感器是一种单总线的数字温度传感器，用于一般室温场合足够了。

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电池就用这种智能水表的电池，据说有8500mAh，通过低功耗控制，差不多能用一年吧。

然后找个盒子组装一下。

装到盒子里

3、服务器设计

服务器方面由于NB-IOT需要往公网IP地址发送数据，所以自己搭建服务器是不太方便的，毕竟运营商给的IP一般都是动态的而且是非公网的，虽然可以通过投诉来获得固定的公网IP，但是太烦，于是从阿里云租了一个服务器，用学生优惠还是挺划算的。

服务器方面我只学过PHP和MySQL于是，就用PHP搭了一个简单的端口监听程序，解析NB-IOT发送的数据，然后把数据放到数据库中，也算一个小的云平台吧。由于服务器性能原因，估计并发数也就一万左右，不过够我用了。

前端采用HTML5+JavaScript写了一个简单的页面，只显示固定的几个数据和折线图；后端采用基于PHP的CodeIgniter框架。具体就不多说了，放一下效果吧。

网页显示的温度监测数据

为了让监测器的电池用的时间长一些，我把温度测量频率设定为三分钟一次，其余时间监测器进入PSM（Power Saving Mode）状态。

4、总结

最后找了个标签打印机，打了张标签贴了上去，看着也像那么回事，挺好的。不过美中不足是我不会写手机端，每次查看数据只能登网页端了。

整体图