王史春
台州职业技术学院 信息学院 浙江 台州 18000
[摘 要]：针对NB-IOT开发难大，开发周期长。为了能够达到项目的应用，提高效率，本文根据金葫芦开发技术，结束具体应用项目进行研究，研究开发中的关键技术，解决开发中的难题，提出云平台建设，数据库技术，反向代理技术，网络穿透技术，数据处理技术。实践证明，通过对关键问题的解决，能更好解决NB-IOT的工程应用和教学。
关键词： 项目化教学，项目团队，实践教学，问题导向
中图分类号 ：TP391 文献标识码：A [文章编号]
关键词：NB-IOT,云平台，网络穿透，数据类型，数据显示
0 引言
NB-IOT具有大连接，深穿透，低功耗，广覆盖，低成本的特点。但存在技术实现难度大，涉及的知识广，硬件开发，底层程序开发，通信模块开发，上位机应用程序开发，云平台设计等众多知识，对于初学者，设计系统复杂，需要团队开发，耗时多，技术难度大。本文引用苏州大学基于金葫芦IoT-GEC开发套件[1]，实现快速应用开发，同时，在关键技术上进行创新及难点解决。本文就开发过程中难点问题进行分析及解决。
1 NB-IOT设计理念及思路[1]
系统涵盖了工业物联网应用通用软硬件开发模板、通用集成开发环境、云服务器监听软件模板和多个物联网客户端模板，从技术架构上来看，它是一个由N种GEC芯片、一个通用物联网应用架构和N个客户端模板构成的N+1+N物联网应用共性系统，在它的基础上进行工业物联网应用的开发，能够减少60%以上的开发时间，实现广覆盖的泛在物联网应用系统。
2 关键疑难点技术解决
在实际应用开发中，常会遇到一些难以解决的问题，现就工程中出现问题及解决问题的方法加以研究。
2.1 解决云平台搭建的问题
本工程NB-IOT整个系统架构中，必须有一台固定的IP地址，保证数据能正常的接收以及发送到客户端。为了解决实际应用项目能安全正确使用数据，必须自己搭建云服务器平台。本项目在华为云平台申请一个固定IP地址（119.3.167.180）的云平台服务器。同时，项目在微信小程序发布时，需要用到IP对应的域名，需要申请一个域名，申请程过程较长，需要安全认证等。
工程中解决2个关键问题：
2.1.1平台安全组设置[2]
为了能让不同用户通过IP地址及设置端口号，能正常访问云平台服务器，需要在“入方向规则”中设置协议及端口，通过“添加规则”，策略设置为“允许”，协议端口设置为“TCP”,协议端口设置为向客户开放的端口的范围，当然除了已经被用于系统的端口除外。类型设置为“IPv4”,源地址默认为“IP地址”，0.0.0.0/0。通过以上的设置，客户就能通过固定的IP地址及端口访问云平台服务器。
2.1.2软件配置问题
项目的云平台服务需要布置CS_Monitor软件以及数据库，反向代理软件Nginx。
（1）数据库问题
数据库主要为了存放传感器获取的数据，放在云平台服务器中，与CS_Monitor实时进行数据交互，CS_Monitor工程中APP.config文件中，设置路径的问题，设置数据源的问题，一般可以用相对路径，如下所示，采取相对路径，根据实际情况设置相对路径，同时，根据相对路径，数据库文件正确存放在相应的路径。
（2）反向代理软件Nginx[3]
侦听的端口为443；server_name tzvtc-jy.club（本项目的域名）;证书和秘钥需在申请域名时下载，放在指定的目录，并在Nginx中设置，ssl_certificate certificate/server.crt;#证书存放位置；ssl_certificate_key certificate/server.key; #证书秘钥存放位置。域名和端口号修改为自己的域名和https网页发布的端口，#wss协议转发为ws 小程序里面要访问的链接：wss:/tzvtc-jy.club/shujia，二级目录设置与CS_Monitor以及客户端软件设置一致。
2.2 解决数据显示的问题
项目中经常会遇到数据显示的小数点问题[5]，温度等数据需要加入小数点，才能准确显示数据，本工程中对于云平台CS_Monitor,CS_ client,WEB,微信小程序等客户端软件，需要不同处理。CS_Monitor工程中FrmRealtimeData文件中，处理文本字符，加入小数点； CS_Clint工程中FrmRealtimeData文件中，设置小数点，;WEB工程中realtime.asp文件中，加入小数点；微信小程序处理小数点，工程文件中realtime.js文件中，加入小数点。
2.3 解决上位机与底层数据类型的问题
上位机与底层数据需要2方面进行处理，才能正确显示数据，否则数据不正常。首先，数据类型处理的问题，上位机通常用VS软件编写，底层用C语言编写，这就会存在数据类型的对接问题，对应关系如下，uint_8：byte；uint_16: ushort；int_32:int；uint_32:int；uint_64: ulong。其次，底层增加传感器数据时，需要在底层工程includes.h文件中UserData结构体中定义结构体变量，变量中顺序需要与上位机变量顺序对应，类型也要对应，结构休变量多余的变量必须删除，否则影响数据正常显示。
3 总结
本工程在基本框架下，进行应用开发，大大简化了项目开发的成本，时间，降低复杂度。但在开发和教学过程中，如何把现成的基本框架应用于具体的项目中，需要解决很多问题，本文就开发过程中的关键问题进行剖析总结，有利于进一步提高开发效率。
[参考文献]
[1] 王宜怀等. 窄带物联网NB-IOT应用开发共性技术[M]. 电子工业出版社，2018, 13：71.
[2] 李朋等. 技能型人才需求下可编程控制器课程项目化教学模式探索[J].西昌学院学报（自然科学版），2021, 35(1)：120-123.
[3]董玉荣,聂云峰.基于 NB-IoT 的智慧停车系统研究与设计[J]. 南昌航空大学学报(自然科学版),2017,31(03):95-99.
[4]董玉荣,聂云峰.基于 NB-IoT 的智慧停车系统研究与设计[J]. 南昌航空大学学报(自然科学版),2017,31(03):95-99.
[6]潘磊磊,张桂青,田崇翼,王兆进,谭坤.基于 NB-IOT 的农业环 境监控系统设计[J].电子设计工程,2019,27(01):25-30+36.
作者简介：王史春，男（1973.05-），汉族，浙江台州人，本科，台州职业技术学院 副教授，研究方向：嵌入式开发应用。