本文作者 | Magnus Johansson，u-blox短程通信產品戰略部；Harald Kroell，u-blox蜂窩產品管理

隨著物聯網設備日漸復雜，廣大產品開發人員必須學習更多技術才能應對各種挑戰，但是每種技術都存在其固有的挑戰和復雜性。

在本文中，我們將介紹u-blox最新發布的ubxlib庫，幫助您簡化應用開發、降低出錯風險并縮短產品上市時間。您會看到我們如何使用ubxlib（可通過Github下載）構建復雜的多傳感器解決方案，進一步轉化為商用室內傳感設備或環境傳感設備。

01.由簡入繁

過去幾十年間，我們親眼見證了物聯網從誕生到成熟的發展歷程。物聯網從支持典型的單用途設備（如聯網煙霧報警器），發展到為高度復雜、緊密集成的多功能解決方案（如語音控制式個人助理）提供支持，速度驚人。城市中部署的監測城市污染狀況的環境傳感器，就是一種簡單但常見的物聯網設備。

過去，此類設備可能包含多個傳感器，以及一張用來存儲所收集的數據的存儲卡。后來，人們在這些設備上添加了蜂窩通信調制解調器，支持其自主將數據上傳到云端。

時至今日，環境傳感器的復雜度大幅度提高，可能包括：

一個全球導航衛星系統(GNSS)接收機，用來為感測到的數據添加準確的時間戳和地理標簽；

一個Wi-Fi模塊，用來在其檢測范圍內有Wi-Fi接入點時傳輸數據；

以及一個藍牙模塊，以便通過智能手機配置感測解決方案。

這些設備上可能還配有其他許多傳感器，例如用來跟蹤運動的加速計和陀螺儀，可以提供額外的相關信息，或者為機器學習算法提供數據，從而利用邊緣AI直接在設備上進行數據處理。

為了將所有這些技術集成到一款主機應用中，應用開發人員通常必須能自如地使用一系列不同的AT命令集，以配置蜂窩通信調制解調器、藍牙和Wi-Fi模塊、GNSS接收機等。

這不僅會明顯拖慢一款聯網設備的上市時間，而且每多一種技術，設備上運行的應用軟件中出現配置錯誤、程序錯誤或安全漏洞的可能性就會更高。

02.借助ubxlib簡化開發體驗

ubxlib正是應此而生，這款解決方案為開發人員提供了一個致力于化解這些難題、簡化開發體驗的工具包。

首先有必要搞清楚，ubxlib是什么？ubxlib是一種適用于主機微控制器的開源庫，用戶可借助此庫輕松控制u-blox模塊。為了便于在嵌入式應用內實現通信、安全和本地化集成，我們將這個庫作為附加功能添加到現有的微控制器和實時操作系統(RTOS)軟件開發工具包(SDK)中。

ubxlib的開發初衷是幫您在自己的應用中充分利用u-blox模塊的功能，從而避免開發人員自行進行解決方案原型設計、測試和調試這類耗時任務。

如果您是應用開發人員，那么自會感受到ubxlib的優勢所在——在日漸增多的u-blox模塊中使用一套統一、簡潔的API，從而提高應用開發流程的效率、可靠性和安全性。

03.使用ubxlib構建互聯傳感解決方案

ubxlib不僅適用于我們的客戶，同樣也適用于我們公司內部的開發人員！舉例來說，我們使用ubxlib構建了一個互聯傳感器解決方案，以收集傳感器數據（包括設備位置在內），然后使用Wi-Fi或蜂窩連接將數據傳輸到云端平臺。

我們這一解決方案的基礎是u-blox C210開發板，這個開發板具備IoT應用所需的所有管路（電源、存儲器、天線等），以及數款傳感器和全部u-blox技術：

NORA-B106模塊用作主機MCU和藍牙調制解調器

NINA-W156 Wi-Fi模塊

SARA-R510S蜂窩通信模塊

MAX-M10S GNSS接收機

此外，還配有一張Thingstream物聯網SIM卡使用MQTT Anywhere套餐實現云端連接的

如上圖所示，基于NORA-B106模塊上的應用使用ubxlib讀取、寫入和調用其他模塊的命令。

該庫包括處理AT命令或u-blox GNSS接收機所用UBX協議的底層API，以及用于通過蜂窩通信和Wi-Fi連接處理網絡套接字，并且管理通過藍牙低功耗進行的數據交換的高層級API。開發人員還可以借助MQTT客戶端API，實現與MQTT broker的進一步通信。

在這款互聯傳感器解決方案開發完畢后，我們將其變為參考解決方案并放到了我們的Github代碼庫中，可供您使用，為您提供開發互聯解決方案參考。

我們的Github代碼庫中還有許多可直接使用的示例，展示如何將API與u-blox云端服務配合使用，從而構建能解決現實問題的方案。

ubxlib針對u-blox應用板和EVK進行了優化，但這個庫不僅能在特定RTOS或MCU平臺上使用，也可在ESP32、使用FreeRTOS的STM32、使用ZephyrOS的nRF5微控制器平臺以及Windows PC、Linux PC上運行。

04.ubxlib快速入門

C210開發板并非使用ubxlib進行應用開發的必備條件。我們提供了兼容主機平臺和外設的完整列表，您可以基于現有示例腳本和構建文件快速上手，所有相關資料都可在ubxlib代碼庫中找到。

這里提供了一個步驟詳盡的說明，能夠幫您開啟ubxlib之旅：

1.訪問u-blox ubxlib GitHub代碼庫，找到與您的預期應用最接近的示例，然后將其源代碼文件復制到自己的項目目錄中。

2.移除所有僅與ubxlib測試系統相關的定義和引用文件。例如，您只需要包含ubxlib.h文件。

3.按照您的需求更新宏定義與配置。如需了解具體方法，請參閱適用于您的平臺的引用文件 u_cfg_app_platform_specific.h。需要設置的定義的示例：

1）用于將MCU連接到目標模塊的UART編號和UART引腳。

2）您的網絡憑證（例如，您的Wi-Fi SSID和密碼）。

4.復制您的MCU程序文件夾(port/platform/)中的make文件，并根據您的應用加以調整。

5.設置UBXLIB_BASE，以指向ubxlib目錄。

6.如有必要，將您的應用的源代碼文件添加到make文件中。

7.使用自選IDE或通過命令行運行make命令，以構建并刷入修改后的示例代碼。

這樣就搞定了！您可以在端口目錄中找到關于構建系統的一般信息，在您應用的MCU的端口目錄中找到特定平臺的信息。

若要詳細了解ubxlib，以及該庫能如何幫您盡快將安全可靠的互聯解決方案推向市場，請務必訪問u-blox ubxlib GitHub代碼庫及ubxlib產品頁面。

審核編輯：湯梓紅