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。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百零九：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
项目之七：获取物理位置精简版（在串口监视器上看到部分卫星信息）
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百零九：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
项目之七：获取物理位置精简版（在串口监视器上看到部分卫星信息）
实验接线:
BC20 UNO
VIN 5V
GND GND
SCL A5
SDA A4
*/
#include "DFRobot_BC20_Gravity.h"
//RGB有7种颜色可供选择
#define RED 0
#define BLUE 1
#define GREEN 2
#define YELLOW 3
#define PURPLE 4
#define CYAN 5
#define WHITE 6
//IIC通讯
#define USE_IIC
//硬件串口通讯
//#define USE_HSERIAL
//软件串口通讯
//#define USE_SSERIAL
DFRobot_BC20_IIC myBC20(0x33);
void Display_Location_Information() {
//锚点的UTC时间
Serial.print("时间: ");
Serial.print(sCLK.Hour);
Serial.print(":");
Serial.print(sCLK.Minute);
Serial.print(":");
Serial.println(sCLK.Second);
Serial.print("纬度: ");
Serial.print(sGGNS2.LatitudeVal, 6);
Serial.print(" ° ");
Serial.println(sGGNS2.LatitudeDir());
Serial.print("经度: ");
Serial.print(sGGNS2.LongitudeVal, 6);
Serial.print(" ° ");
Serial.println(sGGNS2.LongitudeDir());
Serial.print("海拔: ");
Serial.print(sGGNS2.Altitude);
Serial.println("米");
Serial.print("修复状态： ");
Serial.println(sGGNS2.Status());
Serial.print("状态编号： ");
Serial.print(sGGNS2.StatelliteNum);
Serial.println(" “在使用中");
Serial.print("HDOP: ");
Serial.println(sGGNS2.HDOP);
Serial.println("");
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
myBC20.LED_OFF();
//初始化 BC20
Serial.print("正在启动BC20，请稍等...... ");
myBC20.changeColor(RED);
while (!myBC20.powerOn()) {
Serial.print(".");
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
delay(500);
}
Serial.println("BC20 启动成功！");
//禁用睡眠模式
myBC20.configSleepMode(eSleepMode_Disable);
//启动 GNSS
Serial.print("打开全球导航卫星系统... ");
myBC20.setQGNSSC(ON);
myBC20.changeColor(YELLOW);
if (myBC20.getQGNSSC() == OFF) {
Serial.print(".");
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
delay(500);
}
Serial.println("GNSS 开启。");
myBC20.changeColor(CYAN);
}
void loop() {
myBC20.getQGNSSRD2();
Display_Location_Information();
myBC20.clearGPS();
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
#ifndef ARDUINO_ESP32_DEV
delay(500);
#else
delay(5000);
#endif
}
实验串口返回情况
GNSS定位需要一定时间进行寻星，首次上电通常需要30s以上才能获取有效的定位信息（建议通电3分钟）。
程序通过串口打印GNSS定位的关键信息：
时间（Time）： 0:20:38表示当地时间为8时20分38秒（北京时间）**。需要注意的是，这里7时是指格林尼治时间GMT+0，北京时间为GMT+8，需要用户额外加上8小时才能得到北京时间，也可以自行根据经纬度计算出当地时区，从而自动换算出当地时间。
纬度坐标（Latitude）：26.088882° N 表示北纬26.088882°，精确到小数点后6位。南纬用S表示。
经度坐标（Longitude）：119.323715° E 表示东经119.323715°，精确到小数点后6位。西经用W表示。
海拔高度（Altitude）：单位m。WGS84 椭球面为基准。
定位状态（Fix Status）：为DGPS或者GNSS时，代表成功定位。
水平精度因子（HDOP）：水平分量的相对误差，为纬度和经度等误差平方和的开根号值。数值越小，代表经纬坐标精度越高，一般小于3比较理想。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百零九：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
项目之八：在串口监视器上看到部分卫星信息
实验开源图形编程（Mind+、Mixly、编玩边学）
实验串口返回情况
实验注意事项
1、GPS适用于室外使用，在室内效果很差，窗户边有时也可以使用（实际效果打点折扣）。
2、GPS刚通电时，需要短暂时间用以寻星，刚开始不能准确定位，属于正常。
3、物联网卡在使用时，插入SIM卡时，要注意大小，不需要剪卡，直接扣下来的卡片大小就是合适的。
4、物联网SIM卡不能用于手机、平板、2G/3G/4G模组等非NB-IoT设备，否则会导致SIM卡停机。已机卡绑定的SIM卡不能插入其它设备内进行通信，否则会导致SIM卡停机。物联网SIM卡仅能数据传输，无语音通信和短信功能。
5、注意你使用的板子的内存大小。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百零九：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
项目之九：在串口监视器上看到所有完整的卫星信息
（说明：由于UNO内存偏小，有可能出错）
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百零九：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
项目之九：在串口监视器上看到所有完整的卫星信息
（说明：由于UNO内存偏小，有可能出错）
实验接线:
BC20 UNO
VIN 5V
GND GND
SCL A5
SDA A4
*/
#include "DFRobot_BC20_Gravity.h"
/* 7 colors are available */
#define RED 0
#define BLUE 1
#define GREEN 2
#define YELLOW 3
#define PURPLE 4
#define CYAN 5
#define WHITE 6
/*Communication by IIC*/
#define USE_IIC
/*Communication by HardwareSerial*/
//#define USE_HSERIAL
/*Communication by SoftwareSerial*/
//#define USE_SSERIAL
DFRobot_BC20_IIC myBC20(0x33);
void Display_Location_Information() {
//UTC time of the anchor point
Serial.print("Time:\t\t");
Serial.print(sCLK.Year);
Serial.print("/");
Serial.print(sCLK.Month);
Serial.print("/");
Serial.print(sCLK.Day);
Serial.print(" ");
Serial.print(sCLK.Hour);
Serial.print(":");
Serial.print(sCLK.Minute);
Serial.print(":");
Serial.println(sCLK.Second);
Serial.print("Latitude:\t");
Serial.print(sGGNS.LatitudeVal, 6);
Serial.print(" deg ");
Serial.println(sGGNS.LatitudeDir);
Serial.print("Longitude:\t");
Serial.print(sGGNS.LongitudeVal, 6);
Serial.print(" deg ");
Serial.println(sGGNS.LongitudeDir);
Serial.print("Altitude:\t");
Serial.print(sGGNS.Altitude, 1);
Serial.println(" m");
Serial.print("Speed:\t\t");
Serial.print(sGGNS.Speed);
Serial.println(" km/h");
Serial.print("Heading:\t");
Serial.print(sGGNS.Heading);
Serial.println(" deg");
Serial.print("Status:\t\t");
Serial.println(sGGNS.FixStatus);
Serial.print("PDOP:\t\t");
Serial.println(sGGNS.PDOP);
Serial.print("HDOP:\t\t");
Serial.println(sGGNS.HDOP);
Serial.print("VDOP:\t\t");
Serial.println(sGGNS.VDOP);
Serial.println();
}
void Display_Satellite_Information() {
Serial.print(sSAT.NUM);
Serial.println(" in view.");
Serial.print(sSAT2.USE);
Serial.println(" in used.");
Serial.print("PRN\t");
Serial.print("Elev(deg)\t");
Serial.print("Azim(deg)\t");
Serial.print("SNR(dBHz)\t");
Serial.print("SYS\t");
Serial.println("Used");
for (uint8_t i = 0; i < sSAT.NUM; i++) {
Serial.print(sSAT2.data[i].PRN);
Serial.print("\t");
Serial.print(sSAT2.data[i].Elev);
Serial.print("\t\t");
Serial.print(sSAT2.data[i].Azim);
Serial.print("\t\t");
Serial.print(sSAT2.data[i].SNR);
Serial.print("\t\t");
Serial.print(sSAT2.data[i].SYS);
Serial.print("\t");
Serial.println(sSAT2.data[i].Status);
}
Serial.println("");
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
myBC20.LED_OFF();
/*Initialize BC20*/
Serial.print("Starting the BC20.Please wait. . . ");
myBC20.changeColor(RED);
while (!myBC20.powerOn()) {
Serial.print(".");
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
delay(500);
}
Serial.println("BC20 started successfully!");
/* Disable sleep mode */
myBC20.configSleepMode(eSleepMode_Disable);
/*Power up GNSS*/
Serial.print("Turning on GNSS ... ");
myBC20.setQGNSSC(ON);
myBC20.changeColor(YELLOW);
if (myBC20.getQGNSSC() == OFF) {
Serial.print(".");
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
delay(500);
}
Serial.println("GNSS is ON.");
myBC20.changeColor(CYAN);
}
void loop() {
/**
Is used to obtain the specified satellite information, and the parameter is used to specify the type of information to be obtained.
The parameter is selected as follows:
*/
myBC20.getQGNSSRD();
Display_Location_Information();
Display_Satellite_Information();
myBC20.clearGPS();
myBC20.LED_ON();
delay(500);
myBC20.LED_OFF();
#ifndef ARDUINO_ESP32_DEV
delay(500);
#else
delay(5000);
#endif
}
实验串口返回情况（实际测试运行超过10分钟，BC20模块仍未能启动）
程序占用了80%存储空间，使用了89%的动态内存，实测一直不工作，看来UNO无法查看完整的卫星信息。
