基于 NB-IoT 实现端云互通实验

本实验通过 PC 串口调试终端输入 AT 指令控制 NB 模组入网注册与数据上报，掌握 AT 指令与 NB 入网流程，同时基于 LiteOS *** 作系统实现通过 AT 指令控制 NB 模组入网及数据上报。步骤 1 通过 PC 串口调试终端控制 NB 模组入网注册与数据上报

根据实验二步骤一的介绍，将 SIM 卡插入 NB-IoT 通信模组卡槽中；并将 NB-IoT 模组与开发板主板上的通信扩展板对接引脚对接；同时将 AT 指令输入源的切换开关切换至 AT-PC；最后将开发板通过 USB 线接到 PC 机上；打开 LiteOS Studio，导入实验二的工程文件，在 LiteOS Studio 主界面下的控制台界面，选择“串口终端”，在串口终端界面下选择相应端口（相应端口可通过 PC 机的“计算机”->“管理”->“设备管理器”->“端口”中可以查看），设置波特率为 9600，校验位None，数据位 8，停止位 1，流控 None，点击配置栏最左边图标“切换到非 shell”，并打开终端；

在发送区界面输入“AT+NRB”，点击“发送”，重启 NB 模组（注：发送 AT 指令后，需发送新行模组才能正确接收指令，即输入完 AT 指令后需回车另一起行再点击发送）；

在接收区可查看模组返回的信息；

在发送区界面输入“AT+CGSN=1”，点击“发送”，获取 NB 模组的 IMEI 号，该 IMEI 信息同时也可在 NB 模组标刻的信息上查到；

根据 NB 模组的 IMEI 号，在平台上注册设备。在 OceanConnect 平台“产品”下的“设备管理”界面，点击“新增真实设备”；

选择实验三中开发的 Profile 文件；
自定义设备名称，并根据获取的 IMEI 号输入设备标识，选择设备注册方式“不加密”，点击“确定”；
OceanConnect 平台“设备管理”界面可查看到注册的设备（此时还处于离线状态）；
根据平台提供的对接信息，在 LiteOS Studio 串口终端发送区界面输入

“AT+NCDP=49485232,5683”，设置 NB 模组对接的平台 ip 及端口信息（模组返回OK，即设置成功）
在发送区界面输入“AT+NRB”，重新重启 NB 模组，确保对接平台 ip 设置生效；
在发送区界面输入“AT+CFUN”，查询协议栈功能是否开启（返回值为 CFUN:1 表示开启返回值为 CFUN:0 表示关闭。如返回 0 则需要输入”AT+CFUN=1”开启）；
在发送区界面输入“AT+CGATT”，查询 NB-IoT 模组网络附着状态（如果返回值为CGATT:0，表示网络未附着；返回值为 CGATT:1，表示网络附着。如返回 0 则需要输入“AT+CGATT=1”进行网络附着）；
在发送区界面输入“AT+NMGS=3,000123”，发送模拟数据给 IoT 平台（返回 OK 即为发送成功）；
在 OceanConnect 平台“产品”下的“设备管理”界面，可以查看到之前注册的设备处于在线状态；

选择该设备，点击“历史数据”，可查看到设备的历史数据信息。

随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的发展变革，IoT 深入到各种行业与应用场景，整体呈现设备多态化、业务多样化、应用碎片化的趋势。尤其在工业物联场景中，工业设备种类繁多，设计总线、协议复杂多样，业务应用灵活多变，如何顺利实现工业设备上云是亟待解决的问题。 EMQ X 系列产品提供解耦工业设备与应用的能力，构造边缘到云端数据通路，建立智能、网络、轻量的数字化产品与服务模式，并与 5G 相融合，支撑工业行业应用创新 。

IIoT 即 Industrial Internet of Things 的简称，是指数以亿计的工业设备所形成的工业物联网。广义上来讲，是指在交通、能源、工业等部门的机械、车辆上应用仪器、连接传感器等设备。

随着 工业 40 概念的普及与行业实践的深入，传统的集中式控制模式向分散式增强型控制模式转变。同时，5G 时代的到来，也加速了传统工业改造和工业物联网化的进程。为了实现个性化、数字化的产品与服务的灵活生产，在工业设备智能化、网络化的过程中，需要将新旧工业设备连接到互联网中，实现对工业设备的数据采集、远程控制、配置更新等业务。EMQ X 系列产品可提供从工业网关到平台的整体解决方案，支持在厂区和工业现场等边缘端实现工业设备的数据汇聚并发送到云端。同时，其对边缘计算流数据的处理能力，可在平台端为工业物联网应用提供云端工业设备数据接入、数据存储以及与云端组态和应用的对接，方便工业互联网应用的快速开发。

以下，我们将通过 EMQ X Neuron 、 EMQ X Broker 构建基于 Modbus 的简易 IIoT 应用，并使用 MQTT X 订阅/展示数据。

EMQ 于近日发布了布署在边缘网关上的 工业协议接入软件 Neuron 。作为人与机器之间的桥梁，它可以把 TCP/IP 协议的 0/1 数据，转化重组成通俗易懂的 JSON 格式，并使用 MQTT 协议 输出到云端，更好地处理人与物之间的交互。

EMQ X Neuron 支持包括 Modbus、OPC 等在内的各类工业协议，可以基本满足大部分工业接入的需求，详细协议列表见下图。

1首先解压安装 EMQ X Neuron 软件包。

2在配置文件配置连接到 EMQ X Broker 的地址，配上用户名密码作为认证。

neuronconf 中修改 EMQ X Broker 服务端的 IP/ 端口，用户名/密码信息。

3启动 EMQ X Neuron 软件，无报错即为启动完成。

4登陆 EMQ X Neuron Web 界面，访问 IP:7000，默认用户名密码 admin/0000。

5点击 Edit Driver，编辑 Modbus tcp 地址。

6创建 Object，定义 Object 里面的内容。

在这个 Object 里面创建一个 Attribute，然后配置 Attribute 的信息，

这里模拟定义名称为 Err1@@2D7WS_GAS 的报警点位，点位位置为 1!1!07497。

在 EMQ X Broker 界面上可以查看连接的 EMQ X Neuron 网关，Client ID 为 EMQ X Neuron 网关随机生成一串字符。

配置刚才 1!1!07497 点位值为 1，然后进行数据上报。

点击 EMQ X Neuron 界面中的 Data Monitoring，Attribute 中配置 1!1!07497 点位的数值已经为 1。

打开连接好的 MQTT X，连接到 EMQ X Broker，订阅上面 EMQ X Neuron 发布的主题，在 MQTT X 可以收到 AlarmObj 里 2D7WS 的值为 1。客户端收到这些数据后，可以在应用界面上显示告警，也可以通过业务逻辑实现业务上的其它业务转换

以上我们使用 EMQ X Neuron、EMQ X Broker、MQTT X 等工具完整进行全流程的工业接入模拟测试，对于工业设备上云形成更加清晰与直观的认知。当然，您也可以结合 EMQ X Neuron 强大协议支持与 EMQ X Broker 强大的接入/转发能力，自己开发一套应用展示系统，构建一整套 IIoT 平台。

2020 年 9 月 底，我们将通过集成 Neuron ， Edge 和 Kuiper 等软件，实现在边缘端的工业协议解析、数据汇聚和流式处理的一整套边缘解决方案；该方案通过与云端的 EMQ X Broker / Enterprise 等系列产品集成，则可以实现一个端到端的、从边缘到云端的完整工业解决方案。

国际知名SSL证书品牌使用的加密算法一般都是RSA或ECC。
一、RSA（Rivest Shamir Adleman）算法的特点：
1、历史悠久。RSA是国际标准算法，在七十年代首次被描述，它被很好地理解并用于安全数据传输。它作为一种加密方案持续了几十年，其中公钥用于加密信息，而私钥用于解密信息。
2、RSA 基于分解大整数的难度。分解大整数以识别素数是处理器密集型的，因此迄今为止作为一种防御非常有效。但它带来了开销，例如缓慢的密钥生成，计算机资源的最大消耗。
3、可扩展性不是最佳的。当我们知道联网设备（物联网）的激增将对预计到 2030 年过时的系统提出要求时，这是一个重大缺陷。RSA 容易受到量子计算机和蛮力攻击的攻击，因此需要一种新算法，它可以为指定的安全级别提供更好的性能。
4、非常快速，非常简单的加密。RSA 加密基于简单的原理，并且在正确的环境下可以比 ECC运行得更快。RSA 可能不可扩展，但在某些情况下，例如对于内部组织，它可能更快。在RSA中，可靠性和安全性取决于整数分解的难度级别。
二、ECC（Elliptic Curve Cryptography）算法的特点：
1、依赖于检测随机椭圆曲线的单独对数。ECC算法适用于黑客难以破解的椭圆曲线离散对数问题 (ECDLP)。对于在图形中产生椭圆曲线的方程所提出的数学问题没有已知的解决方案，因此唯一的解决方案是尝试随机数。但是，每个比特大小都提供了比 RSA 更多的选项，这使得蛮力方法不太可能成功。
2、ECC加密中的较短密钥与RSA中的长密钥一样强。这会大大减少网络开销，从而实现更快的性能和更好的客户或用户体验。这也意味着从长远来看，还有更多的增长空间，因为在 RSA 中，每增加一个位，就比每增加一个位提供更多的选择。这也意味着随着时间的推移，比特大小的增长会放缓，这使得它在物联网方面可能更具可扩展性。
3、较小的证书大小。同样，交换验证所需的信息量明显少于 RAS，从而降低了网络开销并提高了性能，从而改善了用户或客户体验。它还通过提供一个环境来提高可伸缩性，在该环境中，由于开销较低，服务器可以处理增加的流量，而无需更改基础架构。
4、CPU消耗和内存使用率低。对于客户端和服务器来说，这是一种改进的体验，简化了连接并简化了流程。ECC 消耗更少的计算能力和电池资源。RSA 证书每秒可容纳 450 个请求，平均响应时间为 150 毫秒，而 ECC 仅需要 75 毫秒即可响应每秒相同数量的请求。ECC 在服务器与桌面通信时具有极好的响应时间。
5、支持RSA受信任的根证书。对于某些组织而言，网站必须在较旧的设备上成功运行，在这种情况下，每个组织都必须考虑一种混合证书技术，该技术允许 ECC 算法甚至支持 RSA 受信任的根证书。
总结一下，RSA算法应用较早，适用范围广，兼容性更好，但是对服务端性能消耗高。ECC算法是新一代算法趋势主流，加密速度快，效率更高，对服务器资源消耗低，而且最重要的是更安全，抗攻击型更强。两种算法各有各的优点，但是长远来看，RSA可能会被ECC取代。

//=======================查询准备使用======================

AT
AT+CMEE=1

报告移动终端错误
AT+CFUN=1

设置终端功能 
AT+CGSN=1

查询模块序列号
AT+CEREG=1

查询网络注册状态
AT+CGATT

查询连接状态
AT+CESQ

查询设备信号强度

//=====================================================

//===================向电信云注册=========================

AT+CGPADDR=1

检查默认的IP地址
AT+QLWSERV="180101147115",5683

设置电信云的IP地址和端口
AT+QLWCONF="8669xxxxxxxxxxx" （AT+CGSN=1  这条指令获得）

设置NBIOT设备的IMEI序列号
AT+QLWADDOBJ=19,0,1,"0"

AT+QLWADDOBJ=19,1,1,"0"

添加新的LwM2M对象ID
AT+QLWOPEN=0

以直接推送模式注册到IoT平台  0表示直接模式， 1表示缓存模式

这里采用直接模式，因为这样接收的效率更加高
AT+QLWUPDATE

更新到物联网平台
AT+QLWCFG=”dataformat”,1,1

配置16进制字符串来发送和接收电信云的通信指令

//==============到此注册成功，接下来可以直接收发信息============
AT+QLWDATASEND=19,0,0,11,3130313233343536373839,0x0000

发送信息，只要改其中11，和后面的数据长度就可以了
AT+QLWDATASTATUS

确认发送成功
+QLWDATARECV: 19,1,0,4,AAAA0000

直接接收来自电信云的数据
//=================断开连接=================

AT+QLWCLOSE

取消电信云的注册
AT+QLWDEL

删除LwM2M连接
//==================================================

其他命令的使用

//==================================================

0、查看软件版本号

ATI

Quectel_Ltd

Quectel_BC26

Revision: BC26NBR01A02

1 、sim卡读取情况

AT+CIMI

460111174580174

OK

2、//查看置乱算法返回值

AT+QSPCHSC

+QSPCHSC: 1  //返回1可以入网，返回0的话是入不了网的，需要AT+QSPCHSC=1指令设置成1

3、频带查询、修改

AT+QBAND=

+QBAND: (0-15),(1,2,3,5,8,12,13,17,18,19,20,25,26,28,66)

OK

AT+QBAND=1,5

OK

AT+QBAND

+QBAND: 5

OK

3、进入psm模式和退出

AT+SM=UNLOCK      允许自动进入低功耗模式  7秒后没有 *** 作自动进入低功耗模式

AT+SM=LOCK          不允许进入低功耗模式

4、时间查询

AT+CCLK

5、网络的附加或分离

AT+CGATT

AT+CGATT=1

AT+CGATT=

6、醒来提示

AT+QATWAKEUP=1

7、power off the module

AT+QPOWD=0

1、重启

AT+QRST=1

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