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[嵌入式]【安信可NB-IoT模组EC系列应用笔记⑧】用NB-IoT模组EC系列了解LwM2M协议并接入云平台

前言

LwM2M作为一种轻量级的、标准通用的物联网设备管理协议，主要面向基于蜂窝的窄带物联网场景下的应用。EC系列模组作为NB-IoT，自然也是支持的，在使用LwM2M之前，需要事先了解一下相关指令，本次所使用云平台是OneNET，因此使用的是OneNET的扩展指令：

EC系列资料中心（包含AT指令）：https://docs.ai-thinker.com/nb-iot
指令列表：

AT+MIPLCONFIG 配置命令
AT+MIPLCREATE 创建实例
AT+MIPLDELETE 删除实例
AT+MIPLOPEN 发送注册请求
AT+MIPLCLOSE 发送注销请求
AT+MIPLADDOBJ 添加对象
AT+MIPLDELOBJ 删除对象
AT+MIPLNOTIFY 通知属性变化
AT+MIPLREADRSP 返回读取结果
AT+MIPLWRITERSP 发送写入结果
AT+MIPLEXECUTERSP 发送执行结果
AT+MIPLOBSERVERSP 发送观察结果
AT+MIPLUPDATE 更新注册信息
AT+MIPLVER 返回当前版本号

以上指令的说明，请自行到资料中心的AT指令说明文档中查询。

一、测试准备

1、硬件准备

EC系列开发板
正常使用的NB sim卡
NB频段的天线

2、云平台准备

目前，作者只了解到支持LwM2M协议接入的只有中国移动的OneNET平台以及电信的天翼物联网平台。
本文主要是讲述如何利用AT指令连接云平台，不相信讲述平台产品和设备的创建。

在平台验证产品需要验证IMSI以及IMEI,需要使用以下指令获取：
AT+CIMI 获取 IMSI
AT+CGSN=1 获取IMEI序列号

二、云平台连接

本文连接的云平台是中国移动的OneNET 平台。电信平台也可以参考本文进行接入。
中国移动 OneNET平台链接：https://open.iot.10086.cn/studio/summary

1.注册入网

EC系列模组是接入到广域网中，所以第一次使用需要发送指令注册网络。指令列表：

AT+CGATT=1\r\n
AT+CGDCONT=1,"IP","CMNBIOT1"\r\n
AT+CGACT=1\r\n
AT+CREG=1\r\n
AT+CREG?

AT+CREG? 网络注册状态查询，返回值的意思如下：

0 没有注册网络，MT没有搜索新的网络
1 已注册到本地网络 (不适用于NB)
2 没有注册网络，MT正在搜索新的网络
3 注册被拒绝
4 未知(例如超出GERAN/UTRAN/E-UTRAN覆盖范围)
5 成功注册漫游网络 (不适用于NB)
6 已注册到"SMS only"网络(仅适用于在为E-UTRAN时)
7 已注册到"SMS only"漫游网络(仅适用于在为E-UTRAN时)
8 仅附着到紧急呼叫服务 (不适用于NB).
9 已注册到"CSFB not preferred"网络 (不适用于NB)
10 已注册到"CSFB not preferred"漫游网络(不适用于NB).
注册成功的返回值应该是：+CREG:0,6

2.读取IMSI及IMEI

使用以下指令可以读取:

AT+CIMI\r\n
AT+CGSN=1\r\n

结果如下：
在这里插入图片描述

3.利用IMSI及IMEI创建设备

本文所使用的是OneNET旧版平台，因为模组对旧版OneNET平台做了适配，OneNET Studio 没有适配。创建设备时，只需要输出带星的信息即可，即：

设备名称 ——可以随便填写
IMEI ——使用：AT+CGSN=1 查询
IMSI——使用：AT+CIMI查询

4.LwM2M连接云平台设备

创建实例

AT+MIPLCREATE\r\n

AT+MIPLCREATE 执行成功后会返回一个实例id 如：
+MIPLCREATE:0

添加对象
我们需要在发送注册之前，添加对象，这样才能在平台自定义属性，首先，我们要知道OneNET的对象及属性是什么。下面的连接可以了解OneNET的对象和属性：https://open.iot.10086.cn/doc/v5/develop/detail/134。下面以3310为例添加以下对象：
在这里插入图片描述
指令为：

AT+MIPLADDOBJ=0,3310,5,"00001",5,5\r\n

其中，0是AT+MIPLCREATE 返回的值，3310为对象id ，5 为对象的实例数量，00001 为可用只有第一个，5 有5个属性，最后的5为操作5个属性

发送注册请求

AT+MIPLOPEN=0,3600,30\r\n

注册成功如下：
在这里插入图片描述

与此同时，云平台设备也会处于在线状态

返回订阅结果
在注册成功之后，会有三条：+MIPLDISCOVER 的信息下发，其中的第二参数就是msgid，需要在这三条信息发完之前，发送订阅到OneNET，不然我们会配置失败

AT+MIPLOBSERVERSP=0,msgid,1\r\n

发送对象属性
在注册成功之后，会有三条：+MIPLDISCOVER 的信息下发，其中的第二参数就是msgid，需要在这三条信息发完之前，发送对象属到OneNET，不然我们会配置失败,比如需要发送的对象属性为：5824、5825、5826、5827、5828

AT+MIPLDISCOVERRSP= 0,17671,1,24,"5824;5825;5826;5827;5828"\r\n

在这里插入图片描述

如果没看到有属性，就需要更新一次实例，点击更新实例，然后发送：

AT+MIPLDISCOVERRSP= 0,msgid,1,24,"5824;5825;5826;5827;5828"\r\n

三、数据互交

数据互交可以一般有以下指令，各自代表的功能如下：

AT+MIPLNOTIFY 通知属性变化
AT+MIPLREADRSP 返回读取结果
AT+MIPLWRITERSP 发送写入结果
AT+MIPLEXECUTERSP 发送执行结果
AT+MIPLPARAMETERRSP 发送错误信息

其中，只有AT+MIPLNOTIFY是终端主动通知云平台，让云平台设置属性值变化的
其他的指令都是云平台发送指令下来之后，终端设备被动返回给云平台。

1.AT+MIPLNOTIFY 通知属性变化

通知属性变化需要和云平台的属性值进行同步，只有通知云平台有的属性才能通知属性变化，目前云平台的属性如下：
在这里插入图片描述

属性id 对应上节的：Start Time=5824，Duration In Min=5825、Criticality Level=5826、Avg Load Adj Pct=5827和Duty Cycle=5828

比如通知5824的属性值得到指令：

AT+MIPLNOTIFY=0,msgid,3310,0,5824,1,10,"2022/10/12",0,0\r\n

这里的msgid 是 AT+MIPLOPEN 时服务器下发的+MIPLDISCOVER中的第二个参数。不然无法上报

上报之后，需要刷新一下平台才能显示出来，上报结果：
在这里插入图片描述

2.AT+MIPLREADRSP 返回读取结果

返回读取结果指令，是在平台发出读取指令之后，终端通过相应的msgid对指定的对象属性值进行读取。例如需要对Duration In Min=5825 进行读取，只需要点击平台的读取按钮即可：
在这里插入图片描述
例如有以下参数：

Duration In Min的对象id=3310
Load Control_0实例id=0
属性id=5825。
属性值=0.2s

可以拟定的指令：

AT+MIPLREADRSP=0,msgid,1,3310,0,5825,1,4,"0.2s",0,0

过程如下：
在这里插入图片描述

3.AT+MIPLWRITERSP 发送写入结果

发送写入结果相比来说要简单，只要发送三个参数即可，当然必不可少的还有msgid。平台下发数据就是写指令，下发指令之后，需要终端返回一个写入结果，平台才能验证当此写指令已经完成，频台下发的指令：

+MIPLWRITE: 0,11992,3310,0,5826,2,3,333638,0,0

其中从左到右的信息为：0代表的客户端实id，11992为本次信息的msgid,3310即对象id，0为对象中的实例id，5825为属性id，2代表属性值的类型为字符串，3指示字符个数，333638为“368”字符串每个字符的十六进制，0表示这是最后一条信息，0表示信息中的第一条。

收到信息之后，只需要用相同的msgid 发送写入结果就好，例如回复上面说到的这条消息：

AT+MIPLWRITERSP=0,11992,2

最后一个参数2表示成功接收

4.AT+MIPLEXECUTERSP 发送执行结果

云平台的某些属性有下发执行指令的操作，终端返回执行结果到云平台和发送写入结果的方式是一样的。因为创建的属性中没有执行的属性，所以本文就不做演示。

四、在线添加对象及删除对象

指令列表：

AT+MIPLADDOBJ 添加对象属性
AT+MIPLUPDATE 更新注册信息
AT+MIPLOBSERVERSP 响应订阅结果
AT+MIPLDISCOVERRSP 发送对象属性

1.在线添加对象

在线添加对象指设备在线时，终端在云平台中添加对象，这个过程和注册申请差不多。当前云平台已存在以下对象：
在这里插入图片描述
现在我们添加一个id=2202的对象，并且创建2个属性5829和5830。指令为：

AT+MIPLADDOBJ=0,2202,1,"1",2,1\r\n
AT+MIPLUPDATE=0,3600,1\r\n
...等待订阅申请
AT+MIPLOBSERVERSP=0,msgis,1\r\n
...等待申请结果
AT+MIPLDISCOVERRSP=0,msgid,1,9,"5829;5830"\r\n