37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百九十三：Gravity: I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块
NB-IoT广域低功耗无线通信 GPS/北斗精准定位 户外物联网必备
知识点：移远BC20
BC20 是一款高性能、低功耗、多频段、支持 GNSS 定位功能的 NB-IoT 无线通信模块。其尺寸仅为 18.7 mm × 16.0 mm× 2.1 mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效帮助客户减小产品尺寸并优化产品成本。
BC20 在设计上兼容移远通信 GSM/GPRS/GNSS 系列 MC20 模块，方便客户快速、灵活的进行产品设计和升级。BC20提供丰富的外部接口和协议栈，同时支持中国移动 OneNET、中国电信 IoT 以及阿里云 IoT 等物联网云平台，为客户的应用提供极大的便利。
基于先进的 GNSS 技术，BC20 可支持 BeiDou 和 GPS 双卫星导航系统解调算法，使其定位更加精准、抗多路径干扰能力更强，比传统的单 GPS 定位模块具有更多优势。另外，BC20 模块内置 LNA 和低功耗算法：前者保证更高的灵敏度，后者保证低功耗模式下更低的耗流。
相较传统的 NB-IoT + GNSS 方案，BC20 的一体化设计使其体积减少 40 %。凭借其紧凑尺寸、超低功耗和超宽工作温度范围，BC20 在各种应用中占具更大优势；其主要应用领域为：自行车和摩托车防盗、宠物追踪、金融财产追踪及行车记录仪等等。
NB-IoT
窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT特点
1、广覆盖——相比现有的GSM、宽带LTE等网络覆盖增强了20dB，信号的传输覆盖范围更大（GSM基站目前理想状况下能覆盖35km），能覆盖到深层地下GSM网络无法覆盖到的地方。其原理主要依靠：（1）缩小带宽，提升功率谱密度；（2）重复发送，获得时间分集增益。移动网络的信号能够完成传递的范围与基站设置的距离和线路预算存在一定的关联，NB-IoT链路预算与其他形式的线路相比较在预算上具有一定的优势。如果区域内的环境较为开阔那么信号的覆盖面积将会有所提升，如果信号的传递需要穿透墙体那么就会对信号的传递质量造成一定的影响，为了更好的保证信号的传递质量和效果务必要对整个区域内的情况加以准确的判断和权衡。
2、大连接——相比现有无线技术，同一基站下增多了50-100倍的接入数，每小区可以达到50K连接，真是实现万物互联所必须的海量连接。其原理在于：（1）基于时延不敏感的特点，采用话务模型，保存更多接入设备的上下文，在休眠态和激活态之间切换；（2）窄带物联网的上行调度颗粒小，资源利用率更高；（3）减少空口信令交互，提升频谱密度。
3、低功耗——终端在99%的时间内均处在休眠态，并集成多种节电技术，待机时间可达10年。（1）PSM低功耗模式，即在idle空闲态下增加PSM态，相当于关机，由定时器控制呼醒，耗能更低；（2）eDRX扩展的非连续接收省电模式，采用更长的寻呼周期，eDRX是DRX耗电量的1/16。
4、低成本——硬件可剪裁，软件按需简化，确保了NB-IoT的成本低廉，NB-IoT通信单模块成本不足5美元。NB-IoT因其适用的场景，还具有低速率和低移动性的特点。（1）低速率。多点上行速率仅为56kbps，理想下行速率为21.25kbps；（2）低移动性。仅支持终端设备在30km/h的移动速率下实现小区切换，远低于4G支持250km/h的速率（高铁专网可达450km/h）。
NB-IoT不足
1 部署频率是授权的，必须由运营商来部署！想自己搭建一个？在目前看来还是不行。看来想一次性投资，后面不再交钱这条路行不通。
2 模块现在成本还是高（相对于成熟的GPRS模块，wifi模块）这个应该会随着使用量的增大而慢慢降低。
NB-IoT应用场景
1、智能三表
在智能三表领域中所有的具有专业资质的公司和机构需要保证低效率的信息传递。因为三表现如今还是由电池来完成电能的供应的，进而对会对低能耗以及电池的使用时长会更加的关注。
2、智慧农业
传感器是应用物联网技术的较为典型产品，通过低能耗的传感器来对土壤的温湿度、酸碱度等进行持续的动态观测，能够为农业种植过程中的灌溉、施肥提供精准的数据支持，从而降低了农业管理的成本和难度。
3、自动化制造
对工厂而言，全自动化的生产与流水线监控能够有效的降低管理成本，并且能够显著提高管理水平和控制精度，自动化制造的实现就是建立在大量传感器的基础上，这也是物联网工业化应用的重要途径。很多的场景需要保持长时间的高效率的通信才能更好的发挥出服务的作用。
4、智能建筑
针对建筑结构实施二次施工的时候，需要将各种检测设备加以安设，诸如:湿度，温度以及水流庆康的检测设备而，在获得检测信息之后，需要上传到专门的系统之中，为监管管理层级人员提供准确的信息。一般情况下，这些检测设备通信结构往往十分的简单，并且具有良好的服务质量，一般简易的家庭式网关可以为达到实际的需求。
5、物流追踪
当前已经成熟应用的一个场景就是物流订单的动态追踪，通过对物流订单进行动态的定位与信息传输，物流企业可以通过便携式的通信站对物流车与订单进行追踪，进而实现物流信息的动态更新与查看。4物联网的演进
前沿技术不但可以提升网络运行的速度，并且能够将各种智能系统运用到互联网之中，进而有效地提升互联网的运行效率，更好的保证信息传输的效率和质量。NB-IoT是5G商用网络的前身，换句话说5G商用网络是在NB-IoT的基础上演变而来的。进而NB-IoT的发展十分的关键，要确保NB-IoT的基本结构的建设完整，才能确保5G网络的作用彻底的施展出来。
NB-IoT是授权频道，其最为突出的特征就是信息传输的距离与陈旧的网络相比较得到了较大的延长，能够覆盖一个县城的地域。在NB-IoT中可以设计无线终端，并且附属终端的数量十分的巨大，这就充分的说明说明了将NB-IoT切实的加以运用对于地区内所有的部件以及各类系统都能够实现统一管控，有效的提升了公祖的效率。在NB-IoT技术大范围的运用的过程中有效的为互联网领域的健康发展起到的了积极的影响作用。NB-IoT的发展的影响力是十分巨大的，只有保证NB-IoT的完善，才可以保证5G的全面运用。
Gravity: I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块
是具有NB-IoT低功耗蜂窝通信和GPS/北斗双星精确定位功能的物联网通信模块。只要设备所在地区在NB-IoT信号覆盖范围内，无论在室内外均可轻松将开发板或设备采集的各类数据上传至云端，用户亦可通过云端发送指令来远程控制设备，实现云端与真实设备的双向通信与控制，实现“物联”，尤其适用于环境监控站、共享单车、车载定位追踪器等户外物联网应用场景。
此外，模块带有GPS/BeiDou双星精确定位功能，只要将定位天线置于室外即可获取精确的地理坐标和授时信息，实时监控设备的物理位置。用户可通过板载RGB指示灯，清晰了解模块的各类工作状态。为了兼容常见的Arduino、micro:bit、掌控和树莓派等各类3.3V/5V开发板，模块还采用了Gravity I2C & UART复合标准接口，并对这些创客用户常用的开发板在软件上作了全面支持。
注意
NB-IoT工作于授权频带下，类似于手机2G/3G/4G SIM卡，需要通过SIM卡额外支付通信套餐费用，产品包装附有一张NB-IoT专用SIM卡，可免费使用一年，无需实名，上电即用（流量详见后续NB-IoT SIM卡资费表）。
技术规格
主芯片（通信模组）：移远QUECTEL BC20
供电电压(VCC)：3.3V ~ 5.5V
通信频段：B5/B8（移动、电信、联通NB-IoT全网通）
传输速率：16.7 kbps（上行），25.5 kbps（下行）
GNSS导航定位系统：GPS/BeiDou（北斗）双星导航定位
通信接口：Gravity I2C & UART 复合接口 （3.3V电平）
休眠与低功耗：支持PSM、DRX/eDRX低功耗模式
支持DFOTA差分固件升级
产品尺寸：47×37 mm
模块电原理图
模块套件清单
Gravity：I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块 x1
Gravity 4P传感器连接线 x1
GPS/北斗有源陶瓷天线（IPEX 1代接头） x1
GSM全频PCB天线（IPEX 1代接头） x1
中国联通NB-IoT物联网专用SIM卡 x1
蓝色导热硅胶片 (带双面3M胶) x1
六角双通尼龙柱M36mm x4
盘头螺丝M38mm x4
尼龙垫柱M3*2mm x4
亚克力保护底板（透明） x1
