初学者
10 分钟

使用UG95-AA和ATmega328P体验无缝数据传输的强大功能

通往美国物联网成功的网关

AnyNet 3G-AA Click (for United States) with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

AnyNet 3G-AA Click (for United States)

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过我们的网关设备革新您的数据流,该设备针对美国物联网应用进行了优化,确保精确的数据存储和处理。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AnyNet 3G-AA Click 基于 Quectel 的 UG95-AA,这是一款 3G 模块,适用于北美 UTMS 频段以及 GSM (2G) 频段。模块内嵌 Eseye 公司提供的 SIM 卡,用于与 AWS 通信。板载 Microchip MCU 包含固件,用于将 GSM/GPRS 模块接口转换为 UART,提供用户易于使用的终端 AT 命令。UART 通信速度设置为 9600bps。要启动通信,需将几个简单的 AT 命令字符串传输到 Click 板的 UART 引脚。关于如何使用 AT 命令的所有信息都可以在 AT 命令参考中找到。AnyNet 3G Click 需要来自 mikroBUS™ 的 3.3V 和 5V 电源引

脚才能运行。5V 轨用于通过 LVD 稳压器为 Quectel UG95 模块本身供电,而 3.3V 轨用于为其余电路供电。有四个 LED 用于显示连接状态。在可能与 AWS 建立连接和通信之前,必须遵循设置程序。有关详细的逐步信息,请参阅设置手册。成功连接到 AWS 并成功交换证书后,可以使用串行接口在 AWS IoT 服务控制台上发布消息。AWS 还提供数据分析和处理以及云存储功能。Click 板具有 IoT 按钮功能 - 一个引脚连接到 mikroBUS™ 的 INT 引脚,将此引脚设置为高逻辑电平被视为按下 IoT 按钮。AWS IoT 网关识别三种类型的消息:短

按、长按和双击。AWS IoT 按钮引脚基于 Amazon Dash 按钮硬件。此引脚的功能旨在让开发人员开始使用 AWS IoT、AWS Lambda、Amazon DynamoDB、Amazon SNS 以及许多其他 Amazon Web Services。IoT 按钮引脚可以在云服务中编码以执行各种任务,例如 Netflix 的远程控制、Philips Hue 灯泡的开关、Airbnb 客人的签到/签出设备等。它还可以与第三方 API 集成,例如 Twitter、Facebook、Twilio、Slack 甚至自定义应用程序。

AnyNet 3G-AA Click (for United States) hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

GPS/3G 外置天线是我们 GPS/GSM/3G Click boards™ 的理想选择。它在提供强大的 GSM 和 3G 信号接收以及出色的 GPS 定位能力方面表现出色。其坚固的设计采用螺丝安装和粘贴底座,确保牢固的固定和最佳性能。该天线具有 GPS、GSM 和 3G 的独立线路,使其成为需要可靠通信和精确定位的应用的多功能选择。此天线具有宽频率范围,覆盖 850/900/1800/1900/2100MHz 频段和 50Ω 阻抗,确保在各种网络频段上的连接。其电压驻波比(VSW)为 2:1,峰值增益范围为 1 到 1.5dBic(取决于频率),进一步增强了信号强度。天线的带宽超过 10MHz,确保一致的接收效果,同时其线性极化和全向方位覆盖提供了全面的信号可达性。

AnyNet 3G-AA Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PC0
AN
Sleep Mode
PD2
RST
DSR Handshake Output
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
DTR Handshake Input
PD6
PWM
IoT Button
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

AnyNet 3G-AA Click (for United States) Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 AnyNet 3G-AA Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • anynet3gaa_send_cmd - 发送指定命令到 Click 模块的功能。

  • anynet3gaa_send_cmd_with_par - 发送带有指定参数的命令到 Click 模块的功能。

  • anynet3gaa_send_cmd_check - 检查命令状态的功能。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief AnyNet 3G-AA Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of AnyNet 3G-AA click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and sends a few AT commands to test the communication
 * and configure the click board.
 *
 * ## Application Task
 * Reads all the received data and logs them to the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void anynet3gaa_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t anynet3gaa_process ( void )
 * - static void anynet3gaa_error_check( err_t error_flag )
 * - static void anynet3gaa_log_app_buf ( void )
 * - static err_t anynet3gaa_rsp_check ( uint8_t *rsp )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "anynet3gaa.h"

// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE                     256
#define PROCESS_BUFFER_SIZE                 256

static anynet3gaa_t anynet3gaa;
static log_t logger;

/**
 * @brief Application example variables.
 * @details Variables used in application example.
 */
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static err_t error_flag = ANYNET3GAA_OK;

/**
 * @brief Clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application
 * buffer and reset its length.
 */
static void anynet3gaa_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief Data reading function.
 * @details This function reads data from device and
 * appends it to the application buffer.
 * @return @li @c  0 - Some data is read.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 */
static err_t anynet3gaa_process ( void );

/**
 * @brief Check for errors.
 * @details This function checks for different types of
 * errors and logs them on UART or logs the response if no errors occured.
 * @param[in] error_flag  Error flag to check.
 */
static void anynet3gaa_error_check ( err_t error_flag );

/**
 * @brief Logs application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer.
 */
static void anynet3gaa_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief Response check.
 * @details This function checks for response and
 * returns the status of response.
 * @param[in] rsp  Expected response.
 * @return @li @c  0 - OK response.
 *         @li @c -2 - Timeout error.
 *         @li @c -3 - Command error.
 *         @li @c -4 - Unknown error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 */
static err_t anynet3gaa_rsp_check ( uint8_t *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    anynet3gaa_cfg_t anynet3gaa_cfg;  /**< Click config object. */

    /**
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will
     * need to define them manually for log to work.
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    anynet3gaa_cfg_setup( &anynet3gaa_cfg );
    ANYNET3GAA_MAP_MIKROBUS( anynet3gaa_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == anynet3gaa_init( &anynet3gaa, &anynet3gaa_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    anynet3gaa_process( );
    anynet3gaa_clear_app_buf( );

    // Check communication
    anynet3gaa_send_cmd( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_AT );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Query VERSION info for the AnyNet AWS IoT code
    anynet3gaa_send_cmd( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_AWSVER );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Query IMEI of the modem on the board
    anynet3gaa_send_cmd( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_GSN );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Query ICCID of the SIM
    anynet3gaa_send_cmd( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_QCCID );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Check AWS State
    anynet3gaa_send_cmd_check( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_AWSSTATE );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Open AWS topic
    #define AWS_TOPIC_OPEN "0,\"MY_TOPIC_OPEN\""
    anynet3gaa_send_cmd_with_par( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_AWSPUBOPEN, AWS_TOPIC_OPEN );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    
    // Subscribe to AWS topic
    #define AWS_TOPIC_SUBSCRIBE "0,\"MY_TOPIC_SUBSCRIBE\""
    anynet3gaa_send_cmd_with_par( &anynet3gaa, ANYNET3GAA_CMD_AWSSUBOPEN, AWS_TOPIC_SUBSCRIBE );
    error_flag = anynet3gaa_rsp_check( ANYNET3GAA_RSP_OK );
    anynet3gaa_error_check( error_flag );
    anynet3gaa_clear_app_buf( );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    anynet3gaa_process( );
    anynet3gaa_log_app_buf( );
    anynet3gaa_clear_app_buf( );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

static void anynet3gaa_clear_app_buf ( void )
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t anynet3gaa_process ( void )
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = anynet3gaa_generic_read( &anynet3gaa, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = app_buf_len;
        if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) ) 
        {
            buf_cnt = APP_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE );
            memmove ( app_buf, &app_buf[ APP_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
                if ( app_buf_len < APP_BUFFER_SIZE )
                {
                    app_buf_len++;
                }
            }
        }
        return ANYNET3GAA_OK;
    }
    return ANYNET3GAA_ERROR;
}

static err_t anynet3gaa_rsp_check ( uint8_t *rsp )
{
    uint32_t timeout_cnt = 0;
    uint32_t timeout = 120000;
    anynet3gaa_clear_app_buf( );
    anynet3gaa_process( );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) &&
            ( 0 == strstr( app_buf, ANYNET3GAA_RSP_ERROR ) ) &&
            ( 0 == strstr( app_buf, ANYNET3GAA_RSP_SEND_FAIL ) ) )
    {
        anynet3gaa_process( );
        if ( timeout_cnt++ > timeout )
        {
            anynet3gaa_clear_app_buf( );
            return ANYNET3GAA_ERROR_TIMEOUT;
        }
        Delay_ms( 1 );
    }
    Delay_ms( 100 );
    anynet3gaa_process( );
    if ( strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        return ANYNET3GAA_OK;
    }
    else if ( strstr( app_buf, ANYNET3GAA_RSP_ERROR ) )
    {
        return ANYNET3GAA_ERROR_CMD;
    }
    else if ( strstr( app_buf, ANYNET3GAA_RSP_SEND_FAIL ) )
    {
        return ANYNET3GAA_ERROR_SEND;
    }
    else
    {
        return ANYNET3GAA_ERROR_UNKNOWN;
    }
}

static void anynet3gaa_error_check ( err_t error_flag )
{
    switch ( error_flag )
    {
        case ANYNET3GAA_OK:
        {
            anynet3gaa_log_app_buf( );
            break;
        }
        case ANYNET3GAA_ERROR_TIMEOUT:
        {
            log_error( &logger, " Timeout!" );
            break;
        }
        case ANYNET3GAA_ERROR_CMD:
        {
            log_error( &logger, " CMD!" );
            break;
        }
        case ANYNET3GAA_ERROR_SEND:
        {
            log_error( &logger, " SEND FAIL!" );
            break;
        }
        case ANYNET3GAA_ERROR_UNKNOWN:
        default:
        {
            log_error( &logger, " Unknown!" );
            break;
        }
    }
    Delay_ms( 500 );
}

static void anynet3gaa_log_app_buf ( void )
{
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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