产品概述

本产品是一款具有NB-IoT(窄带物联网)功能的树莓派扩展板，具有低功耗、低成本、广覆盖等优点，适用于新型的智能仪表和远程控制等物联网应用。

产品特性

• 适用于Raspberry Pi Zero/Zero W/Zero WH/2B/3B/3B+
• 支持TCP、UDP、LWM2M、HTTP、FTP、MQTT等功能
• 板载USB接口，可用于软件调试等
• 板载两路UART接口，可用于AT指令收发和更新固件(仅UART2)
• 引出控制引脚，可接入Arduino/STM32等主控板
• 板载电平转换电路，默认为3.3V工作，可通过跳线帽设置成5V
• 板载SIM卡槽，支持NB-IoT专用卡
• 板载2个LED指示灯，方便查看模块运行状态
• 支持串口波特率范围300bps ~ 921600bps (默认115200bps)
• 支持AT命令控制(3GPP TS 27.007，27.005和SIMCOM增强型AT命令集)
• 支持SIM应用工具包(SAT Class 3、GSM 11.14 Release 98、USAT)
• 提供完善的配套资料手册(Raspberry/Arduino/STM32等示例程序)

通信参数

• 支持频段
  • B1/B3/B5/B8 (支持电信/联通/移动的NB-IoT卡)
• 传输功率
  • Class 3 (0.25W@LTE)
• 数据传输
  • 上行：≤62.5Kbps
  • 下行：≤26.15Kbps
• 短消息
  • 文本和PDU模式(须SIM卡本身支持)

其他参数

• 供电电压：5V
• 逻辑电压：5V / 3.3V (默认为3.3V)
• 休眠模式电流：1.2mA(@DRX=2.56s)
• 省电模式电流：9uA
• 工作温度：-40°C ~ 85°C
• 存储温度：-45°C ~ 90°C
• 产品尺寸：30.2mm x 65mm

接口说明

跳线帽说明

指示灯说明

接入电脑调试

硬件连接

通过串口模块接入电脑连接图

用户在使用SIM7020模块前除了micro USB线、LTE天线外，还需要另外准备以下东西：

• 一张NB-IoT专用卡（电信、移动或联通）
• 串口模块（推荐用CP2102 USB UART Board）

接线说明：

硬件连接操作：

1. 将NB-IoT卡安装到模块背面卡槽，并连接好LTE天线。(使用时须把 LTE天线 旋转到板子外侧，如右图所示)
2. 把CP2102模块引脚对应接到SIM7020X的串口1（或串口2），再用USB线连入电脑。
3. 给SIM7020模块供电，此时PWR灯亮红灯，NET灯不亮状态。
4. 按PWRKEY按键约1s松开，等待2秒左右，看到NET灯开始闪烁，则模块开机成功。
5. 使用配套的串口助手打开，选择对应的串口端口和波特率115200，勾选加回车换行，
6. 打开扩展可看到实现录入的AT指令，点击对应的指令即可直接发送。

简单联网测试

简单联网测试截图

下表列举一些常用AT指令，可以简单快速地检测SIM7020的AT串口通信和网络连接是否正常。
进行下文演示的联网通信实验前建议都先做简单联网测试，确认网络连接正常再操作。
相关的AT指令详细说明可参阅：SIM7020 Series_AT Command Manual。

TCP/IP通信

本文主要介绍SIM7020模块TCP/IP通信功能。

SIM7020模块不支持透传，不支持 server 模式。

SIM7020 TCP/IP默认是多路client架构，共支持5路sockets，包括TCP或者UDP。

TCP/IP通信前，先根据上文“硬件配置”和“简单联网测试”操作，确保模块联网正常。

SIM7020模块TCP、UDP通信以及DNS解析和Ping功能。

说明：AT指令详细说明可参阅：SIM7020 系列_TCPIP协议_应用文档_V1.01，后续模组固件升级，对应的AT指令有可能更新。

【TCP Client】

TCP Client测试截图

相关指令：

【UDP Client】

UDP Client测试截图


多路sockets测试截图


相关指令：

【多路sockets】

本例演示SIM7020模块同时使用5路SOCKETS通信，相关指令参考TCP Client和UDP Client。

【DNS解析和Ping功能】

模块须正常注册上网络后，才能使用DNS解析和Ping功能，相关AT指令如下：

HTTP通信

本文主要介绍SIM7020模块HTTP通信功能，主要分HTTP GET和HTTP POST。

相关的AT指令详细说明可参阅：SIM7020 Series_HTTP_Application_Note。

【HTTP GET】

HTTP GET测试截图1


HTTP GET测试截图2

相关指令：

说明：测试HTTP相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。

【HTTP POST】

HTTP POST测试截图

相关指令：

说明：测试HTTP相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。

MQTT通信

本文主要介绍SIM7020模块MQTT通信功能。
相关的AT指令详细说明可参阅：SIM7020 Series_MQTT_Application_Note。

MQTT订阅主题和发布消息

MQTT测试截图1

MQTT测试截图2

下文为方便演示MQTT通信功能，下文借助网上找到的MQTT测试工具进行测试。

相关指令：

说明：测试MQTT相关指令时，因NB-IoT网络问题，AT应答时间相对较长，请耐心等候。

接入树莓派使用

硬件连接

SIM7020X NB-IoT HAT板载树莓派GPIO接口，可直接插入各版本树莓派使用；下表为树莓派管脚与模块引脚连接情况（树莓派三代B+）：

软件配置

接入树莓派实物图

【引脚初始化】

模块出厂默认PWR引脚是通过跳线帽跳选到树莓派的P4引脚，为确保SIM7020X NB-IoT HAT接入树莓派后能正常工作，才需要初始化树莓派引脚的电平输出。

参考操作如下：

• 下载树莓派代码，把SIM7020X整个文件夹复制到/home/pi/ 路径下，
• 命令行进入到/home/pi/目录下，执行指令

chmod 777 sim7020_nbiot_hat_init

• 设置开机初始化脚本，运行命令：

sudo nano /etc/rc.local

• 在exit 0前面加入 (如下图所示)：

sh /home/pi/SIM7020X/sim7020_nbiot_hat_init

【串口配置】

由于树莓派串口默认用于终端调试，如需使用串口，则需要修改树莓派设置。

• 执行如下命令进入树莓派配置：

sudo raspi-config

• 选择Interfacing Options ->Serial ->no -> yes，关闭串口调试功能。

• 打开/boot/config.txt文件，找到如下配置语句使能串口，如果没有，可添加在文件最后面：

enable_uart=1

• 重启生效。

树莓派minicom调试

minicom AT指令测试

将模块插入树莓派中，安装minicom，minicom是linux平台串口调试工具：

sudo apt-get install minicom

执行minicom -D /dev/ttyS0 可进入minicom串口调试界面

默认波特率为115200，ttyS0为树莓派3B/3B+的串口，Zero/2B为ttyAMA0

树莓派示例程序演示

下载示例程序，把BCM2835整个文件夹拷贝到树莓派上，比如放到/home/pi/下，并改名为SIM7020X。

【bcm2835安装】

进入SIM7020X下的bcm2835目录，编译安装bcm2835库，执行指令：

chmod +x configure && ./configure && sudo make check && sudo make install

【编译和运行】

树莓派示例程序结构图参考下图：

下面以编译和运行AT示例程序为例：

cd /home/pi/SIM7020X/examples/AT
sudo make clean && sudo make && sudo ./main

• 示例程序测试截图：

           AT                      TCP                     UDP

接入STM32使用

硬件连接

SIM7020X NB-IoT HAT引出了串口控制引脚，可用于接入STM32单片机使用；下表为STM32F103R管脚与模块引脚连接情况（微雪Open103V）：

STM32示例程序演示

• 说明：测试TCP例程还需要额外的串口通信模块接入到开发板的USART1接口，以获取程序运行后打印输出的提示信息。

TCP

接入Jetson Nano使用

Jetson Nano板载类似RaspberryPi 40Pin GPIO接口，SIM7020C NB -IoT HAT可直接接入使用，Jetson Nano的终端访问串口不影响与SIM7020C NB -IoT HAT（即Pin14和Pin15）串口通信。

Jetson Nano minicom串口调试

1、将SIM7020X NB-IoT HAT接入Jetson Nano中，按下PWRKER键两秒后开机
2、使用SERIAL登录Jetson Nano终端，安装minicom，在终端下输入:

sudo apt-get install minicom

3、运行minicom进行串口调试，在终端下输入

sudo minicom -D /dev/ttyTHS1 -b 115200

4、 发送AT指令测试，退出时按下PWRKEY按键三秒后开始关机，退出minicom先按Ctrl+A，再按X，最后按ENTER

Python例程

安装函数库

sudo apt-get python3-pip
sudo pip3 install pyserial
sudo apt-get install p7zip

使用wget工具下载源码到Jetson Nano指定文件夹，复制下面命令

wget -P ~/Documents/ http://www.waveshare.net/w/upload/3/3d/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code.7z

进入刚创建并下载了源码的目录，使用p7zip工具解压到当前目录，并更改读写执行权限

cd ~/Documents
sudo p7zip --uncompress SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code.7z
sudo chmod 777 -R SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code

AT

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，按PWRKEY键两秒开机
进入JetsonNano/AT目录，执行命令：

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/AT/
sudo python3 AT.py

TCP

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，若SIM7020C NB-IoT HAT未开机，按PWRKEY键两秒开机

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/TCP/
sudo python3 TCP.py

UDP

SIM7020C NB-IoT HAT接入Jetson Nano，若SIM7020C NB-IoT HAT未开机，按PWRKEY键两秒开机

cd ~/Documents/SIM7020X-NB-IoT-HAT-Demo-Code/JetsonNano/UDP/
sudo python3 UDP.py

Arduino例程

硬件连接

接入UNO PLUS

硬件连接到开发板UNO PLUS / Arduino UNO：

安装Arduino库

下载解压示例程序，
把Waveshare_SIM7600X_Arduino_Library文件夹复制到Arduino IDE安装路径下的Library目录下
打开Arduino IDE --> File -->Examples -->Waveshare SIM7600X，然后选择运行对应的示例程序：

Arduino示例演示

SMS

文档

• 原理图

程序

• 示例程序

软件

• SIM7020串口测试工具(带AT指令)
• MQTT测试工具

数据手册

说明：最新版文档请前往 SIMCOM 官方下载

固件升级

• 1752B07SIM7020C固件
• 1752B10SIM7020C固件
• 1752B13SIM7020C固件
• 固件升级软件
• 固件升级操作视频

QQ : 202004841