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使用UG95-AA和STM32G474RE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 Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

AnyNet 3G-AA Click (for United States)

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

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

Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 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
PA15
AN
Sleep Mode
PC12
RST
DSR Handshake Output
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
DTR Handshake Input
PC8
PWM
IoT Button
PC14
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
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 Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G474RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA 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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