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MN316 NB-IoT模块技术手册 — 硬件设计 · AT指令 · OneNET接入

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MN316 NB-IoT模块技术手册

中移物联 MN316 | 3GPP R13/R14 | B3/B5/B8 | UART AT指令 | MQTT/CoAP/TCP

一、概述

MN316是中移物联推出的超低功耗NB-IoT通信模组，符合3GPP Release 13/14标准。模块内置完整的TCP/UDP/MQTT/CoAP/LwM2M协议栈，通过标准UART AT指令接口即可完成网络附着、数据传输和云平台对接，无需外挂MCU运行协议栈逻辑，适合水质监测、环境传感、智慧农业等电池供电的低功耗广域网场景。

核心特性

特性 说明
频段 B3(1800MHz) / B5(850MHz电信) / B8(900MHz移动)
发射功率 23dBm ± 2dB
接收灵敏度 -117dBm (重传模式下可达-130dBm)
数据速率 DL 127kbps / UL 159kbps
工作电压 2.1V ~ 4.2V，推荐 3.3V
低功耗 PSM模式下功耗 < 5μA；eDRX模式下 < 0.5mA
接口 UART (9600bps, 8N1, TTL 3.3V)

二、引脚定义

MN316采用LCC封装，共42个引脚。关键引脚如下：

引脚编号 名称 方向 功能 备注
1 GND - 电源地
2 VBAT PWR 供电输入 2.1V~4.2V，需并联100μF+10μF+100nF
7 PWRKEY I 开机控制 拉低 ≥1s 开机；拉低 ≥8s 关机
15 TXD O 模块串口发送 接MCU RX，TTL 3.3V
16 RXD I 模块串口接收 接MCU TX，TTL 3.3V
17 RESET I 硬件复位 拉低 ≥50ms
18 VDD_EXT O 外部IO参考电平 1.8V，不可带大负载
27 NETLIGHT O 网络状态指示 可通过LED指示注册状态
30 SIM_CLK O SIM卡时钟
31 SIM_DATA I/O SIM卡数据
32 SIM_RST O SIM卡复位
33 SIM_VDD O SIM卡供电 1.8V/3.0V自适应

NETLIGHT指示含义

闪烁模式 含义
常亮 模块运行中
200ms亮/1800ms灭 搜网中
200ms亮/600ms灭 已注册网络
快闪(125ms周期) 数据传输中

三、电气特性

3.1 极限参数

参数 最小值 最大值 单位
VBAT供电 -0.3 4.5 V
IO电压(VDD_EXT=1.8V) -0.3 2.1 V
工作温度 -40 +85 °C
存储温度 -45 +90 °C

3.2 典型功耗

模式 电流 说明
PSM休眠 < 5μA 仅RTC运行
eDRX待机 < 0.5mA eDRX周期约20.48s
空闲(DRX) ~3mA 监听寻呼
接收 ~60mA
发射(23dBm) ~220mA 峰值，需确保电源能提供≥500mA

⚠️ 电源设计注意：NB-IoT发射瞬间电流脉冲可达300mA/1ms，VBAT引脚必须并联 100μF钽电容 + 10μF MLCC + 100nF，走线宽度≥1mm。

四、典型应用电路

4.1 最小系统接线

          VBAT (3.3V)
            │
    ┌───────┼───────┐
    │ 100μF │ 10μF  │ 100nF
    │  ║    │  ║    │  ║
    │  ║    │  ║    │  ║
   GND    GND     GND    GND
            │
    ┌───────┴─────── MN316-2(VBAT)
    │
    │    MCU                MN316
    │  ┌─────┐          ┌──────────┐
    │  │ TX  ├──────────┤16 RXD    │
    │  │ RX  ├──────────┤15 TXD    │
    │  │ GPIO├──────────┤7  PWRKEY │
    │  │ GPIO├──────────┤17 RESET   │
    │  │ GND ├──────────┤1  GND    │
    │  └─────┘          │          │
    │                   │27 NETLIGHT──▶ LED ── 1kΩ ── VDD_EXT
    │                   │          │
    │                   │  SIM接口 │
    │                   │30 CLK ─── SIM_CLK
    │                   │31 DATA ── SIM_DATA ── 22Ω ── VDD_EXT(上拉)
    │                   │32 RST ─── SIM_RST
    │                   │33 VDD ─── SIM_VDD ── 100nF ── GND
    │                   └──────────┘

4.2 PWRKEY开机时序

     VBAT:  ──────────────────────────────────────
                    │
    PWRKEY: ───────┘        ├─── ≥1s ───┤
                                   │
    TXD:    ──────────────────────┼──────── AT ready ──
                                   │
                    ← 上电后2~3s →  ← 可发AT →

五、AT指令核心命令

5.1 基础指令

指令 响应 说明
AT OK 模块存活检测
AT+CGMM MN316 查询型号
AT+CGSN=1 +CGSN: xxxxx 查询IMEI
AT+CIMI xxxxxxxxxxxxxx 查询SIM卡IMSI
AT+CSQ +CSQ: rssi,ber 信号质量 (rssi=99表示无信号)
AT+NRB REBOOTING 软复位模块

5.2 网络注册

指令 说明
AT+CFUN=0 关闭射频（配置模式）
AT+NBAND=5,8 设置频段 B5(电信)+B8(移动)
AT+CFUN=1 开启射频
AT+CGATT=1 附着网络
AT+CGATT? 查询附着状态 (+CGATT:1=已附着)
AT+CEREG? 查询EPS注册状态
AT+CPSMS=0 关闭PSM（调试用）
AT+CEDRXS=0 关闭eDRX（调试用）

5.3 MQTT (OneNET接入)

指令 说明
AT+MQTTCFG="ip",port,"clientid",keepalive,"user","pwd",clean,0 配置MQTT连接
AT+MQTTOPEN=1,1,0,0,0,"","" 打开MQTT连接
AT+MQTTSTAT? 查询连接状态 (+MQTTSTAT:5=已连接)
AT+MQTTSUB="topic",0 订阅主题 (QoS=0)
AT+MQTTPUB="topic",0,0,0,len,hex 发布消息 (hex编码payload)
AT+MQTTDISC 断开MQTT
AT+MQTTDEL 删除MQTT配置

5.4 TCP Socket

指令 说明
AT+NSOCR=STREAM,6,port,1 创建TCP Socket
AT+NSOCO=0,"ip",port 连接服务器
AT+NSOSD=0,len,hex,flag 发送数据
AT+NSOCL=0 关闭Socket

5.5 URC (非请求结果码)

URC 含义
+MQTTTO MQTT连接超时断开
+MQTTPUBLISH:0,topic,len,payload 收到订阅消息
+CGEV:ME PDN ACT 0 PDN激活
+CEREG:1 EPS注册成功

六、OneNET物模型接入

6.1 Topic格式

类型 Topic
属性上报 $sys/{pid}/{device}/thing/property/post
属性回复 $sys/{pid}/{device}/thing/property/post/reply
事件上报 $sys/{pid}/{device}/thing/event/post
命令下发 $sys/{pid}/{device}/thing/service/+/invoke

6.2 属性上报Payload示例 (JSON)

{
  "id":"1234567890",
  "version":"1.0",
  "params":{
    "ph":{"value":7.2},
    "turbidity":{"value":15.3},
    "temperature":{"value":25.1},
    "signal_strength":{"value":-85},
    "device_status":{"value":1}
  }
}

关键注意：MN316的AT+MQTTPUB中payload需转成十六进制字符串传入，模块内部自动解码为二进制发送。不要直接传JSON原文（含双引号会导致AT解析异常）。

七、使用注意事项

  1. 电源设计：VBAT必须就近并联储能电容（100μF钽+10μF MLCC+100nF），走线短且宽。发射时峰值电流大，若电源不足会导致模块反复重启。

  2. 电平匹配：MN316 IO电平为1.8V（VDD_EXT输出），直连3.3V MCU需确认MCU端口支持1.8V识别。实际使用中多数3.3V TTL MCU可直连（MN316 TXD容忍3.3V），但建议串470Ω电阻保护。

  3. 频段选择：电信IoT卡使用B5(850MHz)，移动IoT卡使用B8(900MHz)。AT+NBAND=5,8同时开启两个频段，模块自动选择。

  4. MQTTPUB hex编码：AT+MQTTPUB="topic",0,0,0,<byte_len>,<hex_string> — 第5参数是原始JSON的字节数(len)，不是hex字符串长度！

  5. PSM唤醒：模块进入PSM后无法被网络侧寻呼，仅可通过MCU拉低PWRKEY重新唤醒。调试阶段建议AT+CPSMS=0关闭PSM。

  6. MQTT断连重连：收到+MQTTTO URC后需先AT+MQTTDISC再AT+MQTTDEL释放资源，然后重新AT+MQTTCFG→AT+MQTTOPEN。

  7. 信号判断：AT+CSQ返回的rssi值需转换：dBm = -113 + rssi×2。rssi=99表示无信号，需检查天线和SIM卡。

  8. 固件版本：建议使用MN316的最新固件，旧版本可能存在MQTT长连接稳定性问题。可通过AT+CGMR查询固件版本。

信息

路径
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更新时间
2026/5/26