基于BC95的智能井盖无线通信模块的电路设计

马薪显

摘 要：在地下井的监测过程中，通过无线通信模块对井盖的监测信息进行传输。将采集到的有用信号传输到监控平台，进而了解到井下的情况，避免了有线技术的不足。文章基于BC95设计了一个无线通信模块电路，外围电路简单，制作容易。

关键词：BC95;无线;监控

井下安全对城市的发展有着重要的意义，通过无线技术来对井下的信息进行监测，会给人们减少不必要的麻烦，要选择合适的通信模块以保证通信的准确性及稳定性，本文制作的无线通信模块由BC95及其外围元件组成，比市场上传统的通信模块好很多，具有很高的准确性及良好的稳定性。

1    BC95模块介绍

BC95模块的前身是Boudical20，是由华为研发的第一款NB-IOT网络芯片，移远基于Boudical20开发了BC95模块，它是一款高新能、低功耗的nb-iot无线通信模块，支持IP/UDP/COAP3种协议，在省电模式下工作电流仅为5 uA，体积小，尺寸仅为23.6 mm×19.9 mm×2.2 mm，模块重1.6 g，与本系统的工作环境相符，能帮助客户有效减小产品尺寸，优化成本。接口丰富，包括射频接口、UART接口，可以与STM32进行数据通信，本文设计的BC95模块在地下井的通信过程中，主要具有以下5个优点：

（1）LCC封装，适合大批量生产，本次设计是针对井盖，因此，终端数量大，为以后批量生产提供便利条件。

（2）丰富的网络协议，支持物联网的大部分协议，兼容性好，支持IPV4/IPV6/UDP/COAP協议。

（3）工作温度范围超宽，工作温度为-40～85 ℃，可以适用于井盖下各种恶劣环境。

（4）有丰富的AT指令，方便程序的编写。

（5）巨链接，BC95最大支持用户数可达100 000个。

除上述优点外，BC95内部具有flash和SRAM存储器，防止断电后信息丢失，串口可以传送和传输数据，波特率为9 600 bps，软件升级后，波特率可达115 200 bps。其供电电压范围在3.1～4.2 V，典型电压为3.6 V。模块有一个10位的模数转化接口，进而观察网络连接状态，提高了模块网络连接的成功率。

2    硬件电路设计原理

图1为BC95通信模块的硬件电路设计原理图，SMDA为本次设计用到的天线，模块的15引脚为复位，通过三极管和单片机相连，用于控制模块的工作和断开模式，模块的18引脚通过三极管连接发光二极管，以便直观地观察模块的网络状态、NETLIGHT灯的状态与模块工作状态。当NETLIGHT状态模块工作状态持续低电平（灯灭）时，模块没有运行或模块未注册网络，当NETLIGHT状态模块工作状态为高电平（灯亮）时，模块注册到网络。29、30引脚和单片机的串口相连用于和单片机进行通信，引脚38、39、40、41用来外接USIM卡，引脚46VBAT和引脚GND分别连接电源的正负极，用于模块的供电，引脚53RF_ANT与射频天线模块相连，用于发射采集模块的信息和接受监控平台下发的指令。

3    组装与调试

（1）能看懂硬件电路原理图。根据原理图列出元器件清单。

（2）元件识别与检测。用万用表检测元件的好坏，对损坏的元件及时进行更换。

（3）元件的组装。将测试完的元器件按照电路原理图，安插在相应的位置上。特别注意有极性元件不能插反，如三极管和集成电路。BC95在焊接过程中要用到热风枪，注意在焊接时不要把不相连的点连接，焊接时烙铁的温度不要太高，焊接的时间不要太长，以免焊盘脱落和在焊接时就把器件烧坏。

（4）电路的调试。在焊接之后要对电路进行检测，看有没有断路和短路的，要是有需要对电路进行修改。然后进行通电，此时电源指示灯LED发光，对焊接好的BC95模块进行通电测试，观察NETLIGHT状态指示灯是否工作正常，如不正常需要检查电路连接是否正确。

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