涂鸦 NB-IoT NM1 模组
上一篇给大家介绍了一些NB IoT技术的相关知识，有些同学可能就想问：那我怎么才能通过NB IoT网络进行数据交互呢？
这里，我给大家介绍一款NB模组——NM1。它是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 NB-IoT 系列 LPWA 模组，支持 NB-IoT 无线电通信协议（3GPP Rel.13）。通过这款模组，我们就可以利用NB网络，实现简单的云端和设备端通讯。
模组特性
NM1 由一个高集成度的 SoC MT2625（内置了应用处理器、低功耗多波段窄带物联网收发器和电源管理单元PMU）和少量外围器件构成。
NM1 内嵌低功耗 32 位 CPU，集成 32Mb PSRAM，32Mb Flash，还支持包括 UART、I2C、SPI、PWM、ADC、USB、键盘和 USIM 等接口。主要信息如下：
- 内置低功耗32位 ARM Cortex-M4 处理器
- 供电
- 工作电压范围：2.1~3.63V
- 典型工作电压：3.3V
- 外设：26×GPIOs，3×UARTs, 4×PWMs,1×ADC，1×SPI，1×I2C
- SIM： 3V/1.8V SIM card
- USB 接口：USB 1.1
- NB-IoT 网络
- Cat NB1/Cat NB2
- B1/B2*/B3/B5/B8/B12*/B13*/B17*/B18*/B19*/B20/B25*/B26*/B28*/B66*
- 最大发射功率 23dBm±2dB
- 接收灵敏度 ＜-123dBm/15kHz（非重传）
- 50Ω 特征阻抗，天线需第三方提供
- 数据速率：
- Single-tone：25.5kbps（下行），16.7kbps（上行）
- Multi-tone：25.5kbps（下行），62.5kbps（上行）
- 网络协议特性：UDP/TCP/CoAP/LWM2M/ PPP*/SSL*/DTLS*/FTP*/ HTTP*/MQTT*/HTTPS*
- 正常工作温度：-35°C ~ +75°C
- 扩展工作温度：-40°C ~ +85°C
- 存储温度：-40°C ~+90°C
- 升级通过主串口，FOTA
管脚说明
管脚定义
标识符号说明
表 3-1 标识符号说明
| 管脚属性标识符号 | 描述 |
|---|---|
| I | 输入 |
| O | 输出 |
| IO | 输入/输出 |
管脚配置图
NM1接口管脚顺序定义如下图所示。
管脚描述
| 引脚序号 | 符号 | IO类型 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | GND | – | GND | – |
| 2 | GPIO0 | I | GPIO0 | 1.8V，USB 下载模式需要拉低 |
| 3 | SPI_MISO | I | 主机输入从机输出信号/GPIO14 | 1.8V，只支持 slave 模式 |
| 4 | SPI_MOSI | O | 主机输出从机输入信号/GPIO13 | 1.8V，只支持 slave 模式 |
| 5 | SPI_SCLK | O | 串行时钟信号/GPIO15 | 1.8V，只支持 slave 模式 |
| 6 | SPI_CS | O | 片选信号/GPIO12 | 1.8V，只支持 slave 模式 |
| 7 | PWRKEY | I | 拉低 PWRKEY 使模组开机 | V IL max=0.3VBAT，V IH min=0.7VBAT |
| 8 | GPIO22 | – | GPIO22 | – |
| 9 | ADC0 | I | 通用模数转换接口 | 0V~1.4V(默认固件不支持) |
| 10 | SIM_GND | – | SIM 卡专用地 | – |
| 11 | SIM_DATA | – | SIM 卡数据信号 | V IL max=0.25SIM_VDD，V IH min=0.75SIM_VDD，V OL max=0.15SIM_VDD，V OH min=0.85SIM_VDD |
| 12 | SIM_RST | – | SIM 卡复位信号 | V OL max=0.15SIM_VDD，V OH min=0.85SIM_VDD |
| 13 | SIM_CLK | – | SIM 卡时钟信号 | V OL max=0.15SIM_VDD，V OH min=0.85SIM_VDD |
| 14 | SIM_VDD | – | SIM 卡电源 | – |
| 15 | RESET | I | 复位模组 | 3.3V，低电平有效 |
| 16 | NETLIGHT | I/O | GPIO20 | 普通GPIO口，如需网络指示功能推荐使用该PIN |
| 17 | UART0_RXD | I | 主串口 接收数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 18 | UART0_TXD | O | 主串口 发射数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 19 | PSM_EINT | I | 外部中断引脚，从PSM唤醒模组 | 3.3V，低电平有效 |
| 20 | SRCLKENAI | – | NFC 接口 | – |
| 21 | USB_DP | – | USB +信号 | USB下载，PIN63 需供3.3V |
| 22 | USB_DM | – | USB -信号 | USB下载，PIN63 需供3.3V |
| 23 | USB_EINT | – | USB_EINT | – |
| 24 | VIO18_EXT | O | 1.8V输出电源(PSM 模式无输出) | –V-min=1.53V，V-norm=1.8V |
| 25 | DVDD_IO | NC | NC | NC |
| 26 | NC | – | NC | – |
| 27 | GND | – | GND | – |
| 28 | UART1_RXD | I | 默认通用对接用户串口 接收数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 29 | UART1_TXD | O | 默认通用对接用户串口 发射数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 30 | UART1_CTS | – | 是否接收数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 31 | UART1_RTS | – | 是否发送数据 | 1.8V，请注意参考电平转换 |
| 32 | I2C0_SDA | I/O | I2C0_数据/GPIO7 | 默认I2C接口 |
| 33 | I2C0_SCL | O | I2C0_时钟/GPIO6 | 默认I2C接口 |
| 34 | GND | – | GND | – |
| 35 | RF_ANT | – | RF_天线 | 50Ω特征阻抗 |
| 36，37 | GND | – | GND | – |
| 38 | UART2_RXD | I | 接收数据 | 默认为log串口，1.8V请注意参考电平转换 |
| 39 | UART2_TXD | O | 发射数据 | 默认为log串口，1.8V请注意参考电平转换 |
| 40，41 | GND | – | GND | – |
| 42 | VSYS_BB | I | 输入电源 | V=2.1V~3.63V，V-norm=3.3V |
| 43 | VBAT_BOOST | I | 输入电源 | V=2.1V~3.63V，V-norm=3.3V |
| 44 | VSYS_PA | O | 输出电源 | 3.3V |
| 45 | GPIO11 | – | NC | – |
| 46 | GPIO10 | – | NC | – |
| 47 | GPIO25 | – | NC | – |
| 48 | MD_WAKEUP | – | GPIO27 | – |
| 49 | GPIO28 | – | NC | – |
| 50 | AP_READY | – | GPIO29 | – |
| 51 | STATUS | – | GPIO26 | – |
| 52 | GPIO24 | – | NC | – |
| 53 | GPIO34 | – | NC | – |
| 54 | GPIO33 | – | NC | – |
| 55 | GPIO21 | – | NC | – |
| 56 | GPIO20 | – | NC | – |
| 57 | GPIO8 | – | NC | – |
| 58 | GPIO1 | – | NC | – |
| 59 | GPIO19 | – | NC | – |
| 60 | RTC_GPIO0 | – | DCDC ENABLE | 不建议对外使用 |
| 61 | SIM_DET* | – | GPIO35 | SIM卡检测脚，目前暂不支持 |
| 62 | GPIO32 | – | NC | – |
| 63 | AVDD33_VUSB | I | 内部 USB 供电 | 3.3V 电压 |
| 64 | FREF | – | 基准频率 | – |
| 65 | GPIO31 | – | NC | – |
| 66 | GND | – | GND | – |
说明：“*”表示还在开发中，暂不支持。
电气参数
工作条件
表 3-3 模块工作条件
| 信号 | 描述 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| VBAT_BOOST | 输入电源 | 2.1 | 3.3 | 3.63 | V |
| VSYS_BB | 输入电源 | 2.1 | 3.3 | 3.63 | V |
| VSYS_PA | 输出电源 | – | 3.3 | – | V |
绝对电气参数
| 参数 | 描述 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| Ts | 存储温度 | -40 | 90 | ℃ |
| VBAT | 供电电压 | 2.1 | 3.63 | V |
| 接触放电 | VBAT,GND | -5 | +5 | KV |
| 接触放电 | 天线接口 | -5 | +5 | KV |
| 接触放电 | 其他接口 | -0.5 | +0.5 | KV |
| 空气放电 | VBAT,GND | -10 | +10 | KV |
| 空气放电 | 天线接口 | -10 | +10 | KV |
| 空气放电 | 其他接口 | -1 | +1 | KV |
正常工作条件
| 参数 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ta | 工作温度 | -35 | 25 | 75 | ℃ |
| VBAT | 供电电压 | 2.1 | 3.3 | 3.63 | V |
| VIL | IO低电平输入 | -0.3 | - | VCC*0.25 | V |
| VIH | IO高电平输入 | VCC*0.75 | - | VCC | V |
| VOL | IO低电平输出 | - | - | VCC*0.1 | V |
| VoH | IO高电平输出 | VCC*0.8 | - | VCC | V |
| Imax | IO驱动电流 | - | - | 12 | mA |
连续发射和接收时功耗
| 工作模式 | 描述 | 平均值 | 峰值（典型值） | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| PSM | Deep Sleep | 3 | / | μA |
| Idle | eDRX=81.92S,PTW=40.96S | 287 | / | μA |
| Idle | @DRX=1.28S | 540 | / | μA |
| Idle | @DRX=2.56S | 436 | / | μA |
| Single-tone 15kHz载波频率 | B1@23dBm | 99 | 280 | mA |
| Single-tone 15kHz载波频率 | B3@23dBm | 106 | 310 | mA |
| Single-tone 15kHz载波频率 | B5@23dBm | 105 | 305 | mA |
| Single-tone 15kHz载波频率 | B8@23dBm | 108 | 320 | mA |
| Single-tone 15kHz载波频率 | B20@23dBm | 109 | 300 | mA |
| Single-tone 3.75kHz载波频率 | B1@23dBm | 193 | 300 | mA |
| Single-tone 3.75kHz载波频率 | B3@23dBm | 212 | 332 | mA |
| Single-tone 3.75kHz载波频率 | B5@23dBm | 213 | 330 | mA |
| Single-tone 3.75kHz载波频率 | B8@23dBm | 224 | 342 | mA |
| Single-tone 3.75kHz载波频率 | B20@23dBm | 217 | 325 | mA |
射频参数
基本射频特性
| 参数项 | 详细说明 |
|---|---|
| 工作频率 | Band1：1920-1980MHz；2110-2170 MHz ,Band3：1710-1785MHz；1805-1880 MHz,Band5：824-849 MHz；869-894 MHz,Band8：880-915 MHz；925-960 MHz,Band20：832-862 MHz；791-821 MHz |
| NB-IoT标准 | 3GPP 36.521 |
| 6.2.2F UE Maximum Output Power for category NB1 | |
| 6.2.3F Maximum Power Reduction (MPR) for category NB1 | |
| 6.2.5F Configured UE transmitted Output Power for UE category NB1 | |
| 6.3.2F Minimum Output Power for category NB1 | |
| 6.3.3F Transmit OFF power for category NB1 | |
| 6.3.4 F1 ON/OFF time mask for category NB1 | |
| 6.3.4.F2 NPRACH time mask for category NB1 | |
| 6.3.5F.2 Power Control Relative power tolerance for category NB1 | |
| 6.3.5F.1 Power Control Absolute power tolerance for category NB1 | |
| 6.5.1F Frequency Error for category NB1 | |
| 6.5.2.1F.1 Error Vector Magnitude (EVM) for category NB1 | |
| 6.5.2.2F Carrier leakage for category NB1 | |
| 6.5.2.3F In-band emissions for non-allocated RB for category NB1 | |
| 6.6.1F Occupied bandwidth for category NB1 | |
| 6.6.2.1F Spectrum Emission Mask for category NB1 | |
| 6.6.2.3F Adjacent Channel Leakage power Ratio for category NB1 | |
| 7.3F.1 Reference sensitivity level without repetitions for category NB1 | |
| 7.4F Maximum input level for category NB1 | |
| 数据传输速率 | Single-tone：25.5kbps（下行），16.7kbps（上行）,Multi-tone：25.5kbps（下行），62.5kbps（上行） |
| 天线类型 | 需第三方提供天线（外置天线、FPC天线等形式） |
发射性能
TX连续发送性能
| 频段 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| B1 | <-39 | 23dBm±2dB | dBm |
| B3 | <-39 | 23dBm±2dB | dBm |
| B5 | <-39 | 23dBm±2dB | dBm |
| B8 | <-39 | 23dBm±2dB | dBm |
| B20 | <-39 | 23dBm±2dB | dBm |
| B2*/B12*/B13*/B17*/B18*/B19*/B25*/B26*/B28*/B66* | 开发中 | 开发中 | dBm |
接收性能
RX灵敏度
| 频段 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|
| Band1 | -123.8 dBm/15kHz | dBm |
| Band3 | -123.8 dBm/15kHz | dBm |
| Band5 | -123.8 dBm/15kHz | dBm |
| Band8 | -123.8 dBm/15kHz | dBm |
| Band20 | -123.8 dBm/15kHz | dBm |
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