NB200硬件设计手册
NB200是基于移远NB-IOT模块:BC28的小系统板,NB200板载了IPEX射频天线座,5V转3.3V LDO稳压电源,MicroSIM卡座,ESD防护电路,即插即用。用户只需注重上层应用,以最快的速度开发出基于NB-IOT应用的产品。
NB200小系统板采用2.54标准间距排针,引出BC28模块最常使用的信号,整板尺寸仅23mm*24mm,便于嵌入到客户产品中。
NB200采用了省电技术,在省电模式(PSM)下,低至40uA,其中BC28功耗5uA,LDO稳压芯片静态35uA。
有关NB200的软件操作,请阅读【NB200软件手册】[手册 1]
目录
1 支持频段
BC28支持全频段的NB-IOT网络,模块上电后,会根据SIM卡网络类型自动搜索网络,无需手动设置频段。
可使用指令AT+NBAND?
来查询当前工作频段。
# | B1 | B3 | B8 | B5 | B20 | B28 |
---|---|---|---|---|---|---|
频率 | H-FDD
2011MHz |
H-FDD
1800MHz |
H-FDD
900MHz |
H-FDD
850MHz |
H-FDD
800MHz |
H-FDD
750MHz |
运营商
或地区 |
- | 中国联通 | 中国移动
中国联通 中国大陆 台湾地区 |
中国电信 | 欧洲地区 | 南美地区 |
2 主要性能
说明 | |
---|---|
供电 | VDD供电范围:3.6V~6V |
省电 | 电源指示灯消耗电流:2.5mA,若需要低功耗,请移除。
PSM模式最大耗流:40uA(BC28模块本身5uA,板载ldo降压芯片静态功耗35uA) |
发射功率 | 23dBm±2dB |
温度范围 | -40℃~+85℃ |
SIM卡类型 | Micro卡槽,使用Micro中型卡。 |
串口 | 主串口(2.54排针引出):
AT指令和数据传输,波特率为9600bps 也可用于软件升级,波特率115200bps 调试串口(触点焊盘): 用于软件调试,波特率921600bps |
网络协议 | UDP/CoAP/TCP |
数据传输特性 | 下行25.2kbps,上行15.625kbps |
AT命令 | 3GPP TS 27.007 V14.3.0 (2017-03) 定义的命令以及移远通信新增的AT命令 |
固件升级 | 通过主串口或 DFOTA空中升级 |
RoHS | 所有器件完全符合 EU RoHS 标准 |
3 功能框图
4 快速开始
使用谷雨NB-QuickStarter快速评估NB200,NB-QuickStarter包含NB200、串口转USB、收发指示灯、天线等外设,更多详情,请参考《NB-QuickStarter使用说明书》[手册 2]
NB-QuickStarter实物照如下图所示:
5 应用接口
NB200的应用接口如下图所示:
5.1 引脚信号
下图是NB200的CAD尺寸图和引脚信号说明。
引脚号 | 引脚名 | 说明 |
---|---|---|
1 | GND | PCB板丝印为G,电源地 |
2 | VDD | PCB板丝印为V,电源正极,电源范围:3.6V~6V,建议输入5V,且必须能够提供500mA的电流 |
3 | TXD | 模块UART发送引脚,接外部MCU的RX引脚,3.0V信号电平,与3.3V的单片机连接的话建议串联1K电阻。 |
4 | RXD | 模块UART接收引脚,接外部MCU的TX引脚,3.0V信号电平,与3.3V的单片机连接的话建议串联1K电阻。 |
5 | EN | LDO稳压芯片使能引脚,NB200内部已默认上拉使能,拉低可关闭电源,不使用请悬空。 |
6 | RESET | NB模块复位引脚,低电平复位,不使用请悬空。注意:不能与MCU的复位引脚直连,建议加三极管驱动后与MCU的GPIO口相连 |
7 | NET | 网络指示灯状态输出,高电平有效,NB200已板载一颗LED指示灯,但BC28模块尚未实现网络指示灯功能,预留备用。 |
8 | RI | 异步消息通知引脚,当模块有异步串口消息输出时(例如接收到新的数据,或者网络状态发生变化),NB200会拉低RI信号120ms,可用来唤醒MCU,准备接收NB模块的串口数据。 |
另外,NB200还引出了BC28的DBG串口和ADC模拟采集引脚,在NB200背面以测试点的形式引出。
引脚名 | 说明 |
---|---|
GND | PCB板丝印为G,电源地 |
DRX | BC28模块DBG UART接收引脚,接外部MCU的TX引脚,3.0V信号电平 |
DTX | BC28模块DBG UART发送引脚,接外部MCU的RX引脚,3.0V信号电平 |
AD | BC28模块ADC引脚,模拟电压转数字接口,电压范围:0V~4V。
当前此功能未实现,请忽略。 |
5.2 工作模式
模块工作模式如下图所示:
功能状态 | 描述 |
---|---|
Active状态 | 模块处于唤醒状态;所有功能正常可用,可以进行数据发送和接收;模块在此模式下可切换到 Idle 模式或 PSM 模式。 |
Idle状态 | 模块处于轻休眠状态,网络处于 DRX/eDRX 状态,可接收寻呼消息。模块在此模式下可切换至 Active 或 PSM 模式。 |
PSM状态 | 模块处于深睡眠状态,内部只有 RTC 工作,网络处于非连接状态。模块在此模式下可切换至 Active 模式。 |
5.3 供电电源
NB200使用稳定的5V电压供电,电气要求如下表格:
引脚名 | 引脚号 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|---|
VDD | 2 | 稳定的5V电源输入,至少能提供500mA续流能力 | 3.6 | 5 | 6 | V |
GND | 1 | 电源地 |
5.4 指示灯
NB200板载两颗指示灯,红色指示灯指示电源状态,绿色指示灯指示网络状态。
5.5 串口
NB200的主串口可用于 AT 命令传送和数据传输,此时其波特率为 9600bps。
它还可用于固件升级,用于固件升级时的波特率为 115200bps。主串口在 Active 模式,Idle 模式和 PSM 模式下均可工作。
NB200的调试串口可配合调试工具 UEMonitor来查看底层日志信息,进行软件调试,其默认波特率为921600bps
接口 | 引脚名 | 引脚号 | 描述 |
---|---|---|---|
主串口 | TXD | 3 | 主串口发送引脚 |
RXD | 4 | 主串口接收引脚 | |
调试串口 | TXD_DBG | 背面焊点 | 调试串口发送引脚 |
RXD_DBG | 背面焊点 | 调试串口接收引脚 | |
振铃信号 | RI | 8 | 串口URC输出(例如接收到新的数据,或者网络状态发生变化)时,NB200会拉低RI信号120ms。 |
5.6 SIM卡槽
NB200采用自弹式MicroSIM卡槽,注意SIM卡插入方向为:卡缺口朝外。如下图所示:
5.7 天线接口
NB200的天线接口采用常见的IPEX座(型号为:U.FL-R-SMT),需要50欧姆阻抗的外置天线,注意不同频段需要使用不同频段的天线。例如B5和B8可以使用传统GPRS模块的900MHz频率的天线。
6 总结
NB200尺寸小巧,硬件结构简单,实用,但是由于板载的LDO降压芯片静态电流(轻负载下的自身电流消耗)的缘故,故增加了最低功耗PSM模式下的电流,由BC28的5uA增加到40uA。
如果需要低功耗,需要将NB200的电源指示灯移除,电源指示灯本身会消耗2.5mA左右的电流。
另外NB200预留了网络指示灯功能(早期版本的BC28模块网络指示灯功能并未实现),可直接观察网络状态,带外壳产品可使用第7脚NET信号外接一个指示灯。但需要使用三极管加一级驱动。NET信号高电平有效。
7 本文参考
- ↑ NB200软件手册 模块指令的使用流程
- ↑ NB-QuickStarter使用说明书 开箱即用的NB评估板