STM32通过NB-IoT模块实现远程告警推送
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
模块 | 接口 | 功能 |
STM32F103C8 | UART1 | 与NB-IoT模块通信 |
NB-IoT BC26 | UART | 与运营商物联网平台通信 |
DS18B20 | 1-Wire | 温度传感器，用于告警检测 |
GPIO外设 | GPIO | 可扩展震动、烟雾传感器等 |
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