苏州金蒲芦物联网技术有限公司

为了完整清晰地体现应用架构，与本书配套，基于应用架构核心思路设计了一个开发套件，硬件部分包括标准金葫芦IoT-GEC、接口底座、编程器、连接线等，这些内容不是一般厂家的“评估板”、“学习板”，我们给它起了个中文名字“金葫芦”，英文名叫“Auhulu”，目的就是可以“照葫芦画瓢”。GEC是英文General Embedded Computer，即通用嵌入式计算机。

金葫芦IoT-GEC开发套件的特点，关键特点在于完全从实际产品可用角度设计终端UE板，一般“评估板”与“学习板”，仅为学习而用，并不能应用于实际产品。软件部分给出了各组成要素的较为规范的模板，且注重文档撰写。同时，根据多年我们使用诸多评估板的经验教训，在设计时，尽可能考虑周全，方便开发者。主要设计思想及基本特点如下。

（1）立即检验NB-IoT通信状况。针对一般评估板难以立即检验的缺点，在出厂时，该套件终端UE内部MCU中的Flash中驻留了初始模板程序，该程序可立即上电运行，随配附件可以完全满足立即检验之要求。主要显示基站搜索过程、信号强度、芯片温度、通信过程等信息。由此可确定开发套件硬件的完好性以及检测地的基站状况。

（2）透明理解NB-IoT通信流程。针对一般评估系统的只提供NB-IoT通信的AT指令，且不同通信模组AT指令不同的状况，该开发套件把硬件、软件及文档作为一个整体来对待。为此，首先实现打通NB-IoT通信流程。为了使开发者可以不需借助其他工具打通通信流程，设计了云平台转发软件CSFS，时刻运行在具有固定IP地址云平台上，为打通NB-IoT通信流程提供数据转发服务。基于此场景，提供终端UE收发功能、用户服务器US侦听功能的初始模板工程源代码及文档，以便读者可以透明理解NB-IoT通信流程。

（3）实现复杂问题简单化。针对在一般评估系统上学习NB-IoT应用开发，具有知识颗粒度小及碎片化情况，本开发套件根据嵌入式软件工程的基本原则设计了各种类型的底层驱动构件及高层类，供开发者调用，致力于实现复杂问题简单化。例如针对终端UE的通信编程，把NB-IoT通信封装成uecom构件，使得应用层设计者可以不必掌握TCP/IP、UDP等网络协议，避开复杂通信问题，直接调用uecom构件的对外接口函数，可以完整实现NB-IoT通信。与之相对应，针对人机交互系统HCI的的通信编程，把NB-IoT通信封装成HCIcom类，供开发者直接使用。同时给出了底层及高层软件模板与测试样例。这些工作，把复杂问题封装构件、类，使得应用开发者可以专注于应用层面的设计开发。同时，试图屏蔽MCU的型号与内部细节，目的是不需要每个项目开发一个小计算机，而是已经有一个小计算机，应用级设计基于此而展开，可以有效降低技术难度、减少工作量、提高设计效率与稳定性。

（4）兼顾物联网应用系统的完整性。针对一般评估系统只注重提供硬件评估板及极少的底层软件参考，本开发套件注重联网应用系统的完整性，从完整知识体系角度来看待NB-IoT应用开发。物联网本质是将物体信息接入互联网，移动互联网是互联网的重要表现形式。因此，物联网应用系统包含终端UE程序、云服务器上的数据侦听程序、数据存入数据库的操作、WEB网页程序、微信小程序、手机APP程序等，本开发套件提供这些模板，以便基于这些模板实现快速开发。

（5）考虑构件、类的可增加性及环境多样性。针对一般评估系统缺少软件架构，难以提供应用分层与扩展结构的情况，本套件基于分层的NB-IoT应用架构，提供了MCU端应用构件的增加机制与制作原则，为应用扩展提供基础。在PC端、手机端，也提供了相应的增加机制与制作原则。同时，考虑了开发环境的可移植性，以便适应开发环境的多样性。

（6）考虑“照葫芦画瓢”的可操作性。针对一般评估系统缺少用户开发体验性样例，使得开发者需花费大量时间自我琢磨的情况，本套件不仅给出各种标准模板（“葫芦”），还给出使用这些模板的基本步骤（即给出“照葫芦画瓢”的方法），以便更加降低物联网开发的技术门槛，使得更多的技术人员，可以从事进行物联网应用系统的开发，为实现实时计算、终端智能化、云计算、大数据分析等综合应用提供坚实基础，推动物联网应用的普及化。这也是高校科技工作者的责任与义务。