【应用】LTE Cat.1模组 N58用于宠物定位器中，带有GPS/BDS双模定位功能，待机时长达两个月

时间： 2022-10-22 来源：世强

技术问答

随着物联网技术发展，定位器产品在生活中的应用越来越多，如汽车定位、宠物定位、老人和小孩定位等应用场景。早期的定位器多采用GPS定位和2G通信的方式来实现。由于2G通信逐渐退网和功耗较高的原因，现在的定位器产品越来越多的使用4G通信，4G cat4或cat6功耗较高且体积也偏大，不适合定位器使用，而4G cat1体积小功耗低，传输速率也能满足定位器产品要求。伴随北斗导航系统的逐步完善，定位器产品采用GPS/BDS双模定位，可以获得更好的稳定性和更高的定位精度。

本文主要以宠物定位器项目为例，阐述有方科技LTE Cat.1模组 N58可用在宠物定位器中，N58是基于紫光展锐平台的LTE全网通工业级模块，可支持国内三大运营商网络制式，包括GSM/GPRS，LTE Cat1。该具有功耗低、体积小、稳定可靠等优点，采用4G cat1通信，带有GPS/BDS双模定位功能。同时具有丰富的硬件接口，支持音视频功能和BT无线连接，可选支持GNSS，易于开发，适合用于开发无线抄表终端、车载、手持POS、工业路由器等物联网通讯设备。

我们已经设计并量产了应用N58模块的宠物定位器，产品应用框图如下：

原理框图的说明：

（1）受限于结构大小及防水设计需要，SIM卡选用e-SIM卡；

（2）USB-BOOT和USB2.0信号引出测试点，用于模块调试和升级；

（3）UART1通过电平转换芯片与MCU连接，用于数据通信和状态获取；

（4）UART_DBG接出作为调试接口；

（5）4G CAT1，WIFI SCAN，GPS天线采用FPC天线，天线固定于外壳上，通过天线弹片与主板连接；

（6）由于N58模块支持3.4V~4.2V供电，所以电源采用4.2V锂电池直接供电，锂电池电压降低至3.4V以上都可以正常工作。

具体工作过程为：MCU为超低功耗蓝牙BLE芯片，同时作为整个系统的逻辑控制中心，控制N58模块的关机和工作。为了降低功耗，配合定位使用的是一个BLE蓝牙基站。

1. 若是MCU芯片连接上基站蓝牙，表明定位器在蓝牙基站附近，则控制N58模块断电，以蓝牙基站的位置作为定位器的位置；

2. 若MCU未连接上蓝牙基站，表明定位器离蓝牙基站较远，则控制N58模块上电，通过N58内部集成的GPS来定位。

考虑到超低功耗蓝牙BLE芯片功耗是μA级的，配合本身具有低功耗特性的N58使用，使得整个系统的功耗极低。大部分时间是工作在N58关闭的模式下，小部分时间工作在N58上电工作的模式下，所以定位器可以工作较长时间，纯待机时间可以达到两个月。而从客户的体验和使用过程中，实际待机时间也表现较好。

N58 有多个产品版本，可根据不同区域频段需求使用，如下表所示：

此产品为国内定位器产品，所以选择N58-CA版本，主要参数为：

由规格可知，N58模块尺寸较小，休眠功耗低，无线速率可以满足做定位器的需求；且接口丰富，自带GNSS定位，工作电压符合锂电池的放电区间。所以N58模块非常适合使用在体积小，电池容量较小的宠物定位器产品上。

附图

原理图和PCB截图如下：

1. N58最小系统部分原理图：

2. PCB设计图，需要注意黄色部分为4G天线信号，射频走线需要严格控制，单端50Ω走线。

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3.4 V~4.3 V,Typical:3.9 V

15.8 mmX13.8 mmX2.4 mm

20-pin LGA

UART x 2 PWRKEY_N RESET_N DTR (低功耗控制) NET_LIGHT USIM (1.8 V/3.0 V)

GSM/GPRS: 850/900/1800/1900 MHz

TCP/UDP/TLS/MQTT/DNS/FTP/HTTP/HTTPS/NTP

VBAT: ±8 kV/±15 kV GND: ±8 kV/±15 kV ANT: ±8 kV/±15 kV 其他: ±4 kV/±8 kV

-40℃～+85℃

CCC, SRRC, CTA, CE, RoHS, REACH

全球

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