一、项目概述

本系统以STM32F103C8T6作为主控核心，通过串口控制NB-IoT通信模块（移远BC26），实现对外设状态的远程监测和异常自动告警推送（如温度超限、设备震动异常等）。支持通过UDP或CoAP方式向物联网平台发送告警数据，适合用作边缘节点、监控终端等低功耗远程告警场景。

二、硬件与模块连接概述

电源注意事项： BC26上电瞬间电流需求较大，建议外接大电容或LDO供电稳压。

三、NB-IoT通信模块管理

3.1 通信初始化流程

void NB_SendCmd(const char* cmd)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)cmd, strlen(cmd), 1000);
    HAL_Delay(500); // 可使用串口接收响应并分析返回状态
}

void NB_Init(void)
{
    NB_SendCmd("AT\r\n");
    NB_SendCmd("ATE0\r\n");                       // 关闭回显
    NB_SendCmd("AT+CMEE=2\r\n");                  // 打开详细错误报告
    NB_SendCmd("AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"iot.mnc\" \r\n");  // 设置接入点
    NB_SendCmd("AT+CGATT=1\r\n");                 // 附着网络
    NB_SendCmd("AT+CSQ\r\n");                     // 查询信号质量
}

四、AT命令封装与数据推送接口

4.1 UDP方式发送告警数据

void NB_UDP_Open(void)
{
    NB_SendCmd("AT+NSOCR=\"DGRAM\",17,3005,1\r\n"); // UDP socket监听3005端口
}

void NB_UDP_Send(const char* ip, int port, const char* msg)
{
    char cmd[128];
    sprintf(cmd, "AT+NSOST=0,\"%s\",%d,%d,\"", ip, port, strlen(msg) * 2);

    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)cmd, strlen(cmd), 1000);
    for (int i = 0; i < strlen(msg); i++)
        printf("%02X", msg[i]);  // 发送HEX格式数据

    printf("\"\r\n");
}

注意：BC26中UDP数据采用HEX字符串发送，每字节需转换为2位十六进制字符。

五、告警检测逻辑实现

以温度超限为例，读取DS18B20温度值，当超过阈值时触发上报。

5.1 读取DS18B20温度（简化版）

float Read_Temperature(void)
{
    // DS18B20初始化、发送指令、读取ScratchPad等略
    return 29.6f; // 模拟测试用
}

5.2 告警处理函数

#define TEMP_THRESHOLD 30.0f

void Alarm_CheckAndReport(void)
{
    float temp = Read_Temperature();
    if (temp > TEMP_THRESHOLD)
    {
        char msg[64];
        sprintf(msg, "ALERT:TEMP=%.1f", temp);
        NB_UDP_Send("120.XX.XX.XX", 5683, msg);  // 平台IP和端口
    }
}

六、主循环与状态管理机制

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_USART1_UART_Init();
    DS18B20_Init();
    NB_Init();
    NB_UDP_Open();

    while (1)
    {
        Alarm_CheckAndReport();
        HAL_Delay(10000);  // 每10秒检查一次
    }
}

可根据场景使用 RTC+低功耗模式 实现周期唤醒，降低NB模块功耗。

七、异常处理与状态反馈

7.1 信号检测失败处理

void Check_Signal(void)
{
    char resp[64] = {0};
    NB_SendCmd("AT+CSQ\r\n");
    // 解析resp内容，若信号质量低于8，提示“无网络”
}

7.2 模块掉线恢复重连

void NB_Reconnect(void)
{
    NB_SendCmd("AT+NRB\r\n");  // 复位模块
    HAL_Delay(5000);
    NB_Init();
    NB_UDP_Open();
}

可在主循环中加入“失败次数计数器”，在连续上报失败或无响应时调用重连。

八、平台接收端说明（可选）

示例：阿里云物联网平台或OneNet平台

如果使用公网平台，需将BC26注册到平台并配置数据上报路径。也可以在本地搭建UDP接收服务器：

# Python UDP server (for测试)
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
sock.bind(('0.0.0.0', 5683))
while True:
    data, addr = sock.recvfrom(1024)
    print("告警内容：", data)

九、调试建议

• 使用串口调试助手查看NB模块返回AT结果，判断连接情况。
• NB模块必须有有效的NB SIM卡，并在支持NB网络的环境中使用。
• 数据上报格式可自定义，建议使用JSON压缩或HEX格式避免中文乱码。
• 模块休眠与上报周期之间建议用状态机管理，防止阻塞主循环。

十、结语与拓展方向

本文展示了一个完整的STM32 + NB-IoT告警终端的实现过程，从模块初始化到异常检测、数据推送，每一步均提供了可运行的程序实例。系统可根据场景扩展如下功能：

• 多种传感器融合（烟雾/水浸/门磁）
• MQTT协议支持（若模块支持）
• 数据本地缓存与掉线补传
• 加入AES加密保护告警数据