NE1 模组规格书

NE1 是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 NB-IoT 系列 LPWA 模组。支持 NB-IoT 无线电通信协议（3GPP Rel.14）。它由一个高集成度的 Soc EC616（内置了应用处理器、低功耗多波段窄带物联网收发器和电源管理单元PMU）和少量外围器件构成。

产品概述

NE1 内嵌低功耗 32 位 Cortex-M3 CPU，支持 MPU，集成 272KB 晶圆内 SRAM，4MB NOR Flash，还支持包括 UART、I2C、SPI、PWM、4 通道 12-bit AUXADC、32KHz RTC timer 和 USIM 等接口。

特性

• 内置低功耗 32 位 Cortex-M3 处理器
• 供电
  • 工作电压范围：2.2~4.5V
  • 典型工作电压：3.3V
• 外设：17×GPIOs，3×UARTs，6×PWMs，1×ADC，1×SPI，1×I2C
• SIM： 3V/1.8V SIM card
• NB-IoT 网络
  • Cat NB1/Cat NB2
  • 3GPP R14 NB-IoT 标准
  • B3/B5/B8
  • 最大发射功率 23dBm±2dB
  • 接收灵敏度 ＜-127.3 dBm/15 kHz（非重传）
  • 50Ω 特征阻抗，天线需第三方提供
  • 数据速率：
    • R13：
      • Single-tone：25.5kbps（下行），16.7kbps（上行）
      • Multi-tone：25.5kbps（下行），62.5kbps（上行）
    • R14：
      • Multi-tone：102kbps（下行），157kbps（上行）
  • 网络协议特性：UDP/TCP/CoAP/LWM2M/ PPP*/SSL*/DTLS*/FTP*/ HTTP*/MQTT*/HTTPS*
  • 正常工作温度：-35°C ~ +75°C
  • 扩展工作温度：-40°C ~ +85°C
  • 存储温度：-40°C ~+90°C
• 升级通过主串口， FOTA

应用领域

• 公用事业：抄表 (水、气、电)、智能水务(管网、漏损、质检)、智能灭火器、消防栓等。
• 智能健康：药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控、婴儿监控器。
• 智慧城市：智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全报警、城市环境监控（水污染、噪声、空气质量 PM2.5 等）。
• 消费者：可穿戴设备、自行车、助动车防盗、智能行李箱、VIP 跟踪（小孩、老人、宠物、车辆租赁）、支付/POS 机。
• 农业环境：精准种植（环境参数：水、温、光、药、肥）、畜牧养殖（健康、追踪）、水产养殖、食品安全追溯。
• 物流仓储：资产、集装箱跟踪、仓储管理、车队管理跟踪、物流状态追踪。
• 智能楼宇：门禁、智能 HVAC、烟感、火警检测、电梯故障/维修。
• 制造行业：生产、设备状态监控，能源设施、油气监控，化工园区监测，大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)。

模组接口

引脚分配

NE1 模组共有 66 个引脚，其中 52 个为 LCC 引脚，其余 14 个位 LGA 引脚。本章节详细阐述了模组接口和定义。

引脚定义

引脚序号	符号	IO类型	功能	备注
1	GND	–	GND	–
2	GPIO1	I	GPIO1(boot flag)	1.8V，下载模式需要拉低
3	SPI_MISO	I	主机输入从机输出信号/GPIO14	1.8V，只支持 slave 模式
4	SPI_MOSI	O	主机输出从机输入信号/GPIO11	1.8V，只支持 slave 模式
5	SPI_SCLK	O	串行时钟信号/GPIO15	1.8V，只支持 slave 模式
6	SPI_CS	O	片选信号/GPIO16	1.8V，只支持 slave 模式
7	NC	-	NC
8	GPIO10	I/O	GPIO10	普通 GPIO 口
9	ADC0	I	通用模数转换接口 AIO2	12-bit AUXADC
10	SIM_GND	–	SIM 卡专用地	–
11	SIM_DATA	–	SIM 卡数据信号	推荐增加 20K 上拉电阻
12	SIM_RST	–	SIM 卡复位信号	–
13	SIM_CLK	–	SIM 卡时钟信号	–
14	SIM_VCC	–	SIM 卡电源	1.8/3.0V
15	RESET	I	复位模组	3.3V，低电平有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
16	NETLIGHT	I/O	GPIO19	普通 GPIO 口，该引脚在通用固件 V2.0.4 版本以后已不再支持网络指示功能，如需使用建议在 MCU 端做网络指示灯。
17	UART1_RXD	I	主串口接收数据，烧录校准口，AT 接收口	1.8V，MCU TXD 电压范围在 1.8~3.6V 内推荐采用与模组 RXD 直连
18	UART1_TXD	O	主串口 发射数据，烧录校准口，AT 发射口，涂鸦 log 输出口	1.8V，请注意参考电平转换
19	PSM_EINT	I	WAKEUP3，外部中断引脚，从 PSM 唤醒模组	3.3V，下降沿有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
20	RI	–	GPIO7	普通 GPIO 口
21	WAKEUP1	I	WAKEUP1，外部中断引脚，从 PSM 唤醒模组	3.3V，下降沿有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
22	WAKEUP2	I	WAKEUP2，外部中断引脚，从 PSM 唤醒模组	3.3V，下降沿有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
23	NC	–	NC	–
24	VIO18_EXT	O	1.8V 输出电源(PSM 模式无输出)	–V-min=1.53V，V-norm=1.8V
25	WAKEUP5	I	WAKEUP5，外部中断引脚，从 PSM 唤醒模组	3.3V，下降沿有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
26	WAKEUP4	I	WAKEUP4，外部中断引脚，从 PSM 唤醒模组	3.3V，下降沿有效，使用时推荐增加 20K 上拉电阻和 RC 滤波电路
27	GND	–	GND	–
28	UART2_RXD	I	默认通用对接用户串口 接收数据	1.8V，请注意参考电平转换
29	UART2_TXD	O	默认通用对接用户串口 发射数据	1.8V，请注意参考电平转换
30	NC	–	NC	–
31	NC	–	NC	–
32	I2C0_SDA	I/O	I2C0_数据/GPIO9	默认 I2C 接口
33	I2C0_SCL	O	I2C0_时钟/GPIO17	默认 I2C 接口
34	GND	–	GND	–
35	RF_ANT	–	RF_天线	50Ω 特征阻抗
36，37	GND	–	GND	–
38	UART0_RXD	I	接收数据	默认为芯片原厂 log 串口，1.8V 请注意参考电平转换
39	UART0_TXD	O	发射数据	默认为芯片原厂 log 串口，1.8V 请注意参考电平转换
40，41	GND	–	GND	–
42，43	VBATT	I	输入电源	V=2.2V~4.3V，V-norm=3.3V，底板需加 TVS 防静电
44	NC	–	NC	–
45	NC	–	NC	–
46	NC	–	NC	–
47	NC	–	NC	–
48	NC	–	NC	–
49	NC	–	NC	–
50	NC	–	NC	–
51	NC	–	NC	–
52	NC	–	NC	–
53	NC	–	NC	–
54	NC	–	NC	–
55	NC	–	NC	–
56	NC	–	NC	–
57	NC	–	NC	–
58	NC	–	NC	–
59	SWDIO	–	Debug 口	–
60	NC	–	NC	–
61	NC	–	NC	–
62	SWCLK	–	Debug 口	–
63	NC	–	NC	–
64	FREF	–	基准频率	–
65	GPIO6	–	GPIO6	普通 GPIO 口
66	GND	–	GND	–

电气参数

绝对电气参数

参数	描述	最小值	最大值	单位
Ts	存储温度	-40	90	℃
VBAT	供电电压	2.2	4.5	V
接触放电	VBAT，GND	-5	+5	KV
接触放电	天线接口	-5	+5	KV
接触放电	其他接口	-0.5	+0.5	KV
空气放电	VBAT，GND	-10	+10	KV
空气放电	天线接口	-10	+10	KV
空气放电	其他接口	-1	+1	KV

正常工作条件

参数	描述	最小值	典型值	最大值	单位
Ta	工作温度	-35	25	75	℃
VBAT	供电电压	2.2	3.3	4.5	V
VIL	IO 低电平输入	-0.3	-	VCC*0.25	V
VIH	IO 高电平输入	VCC*0.75	-	VCC	V
VOL	IO 低电平输出	-	-	VCC*0.1	V
VoH	IO 高电平输出	VCC*0.8	-	VCC	V
Imax	IO 驱动电流	-	-	12	mA

连续发射和接收时功耗

工作模式	描述	平均值	峰值（典型值）	单位
PSM	Deep Sleep	800	1000	nA
Idle	@DRX=2.56S	115	/	μA
Single-tone 15kHz载波频率	B3@23 dBm	148	316	mA
Single-tone 15kHz载波频率	B5@23 dBm	156	327	mA
Single-tone 15kHz载波频率	B8@23 dBm	146	301	mA
Single-tone 3.75kHz载波频率	B3@23 dBm	190	310	mA
Single-tone 3.75kHz载波频率	B5@23 dBm	198	325	mA
Single-tone 3.75kHz载波频率	B8@23 dBm	185	300	mA

射频参数

基本射频特性

参数项	详细说明
工作频率	Band3：1710-1785MHz，1805-1880 MHz Band5：824-849 MHz，869-894 MHz Band8：880-915 MHz，925-960 MHz
NB-IoT标准	3GPP 36.521
	6.2.2F UE Maximum Output Power for category NB1
	6.2.3F Maximum Power Reduction (MPR) for category NB1
	6.2.5F Configured UE transmitted Output Power for UE category NB1
	6.3.2F Minimum Output Power for category NB1
	6.3.3F Transmit OFF power for category NB1
	6.3.4 F1 ON/OFF time mask for category NB1
	6.3.4.F2 NPRACH time mask for category NB1
	6.3.5F.2 Power Control Relative power tolerance for category NB1
	6.3.5F.1 Power Control Absolute power tolerance for category NB1
	6.5.1F Frequency Error for category NB1
	6.5.2.1F.1 Error Vector Magnitude (EVM) for category NB1
	6.5.2.2F Carrier leakage for category NB1
	6.5.2.3F In-band emissions for non-allocated RB for category NB1
	6.6.1F Occupied bandwidth for category NB1
	6.6.2.1F Spectrum Emission Mask for category NB1
	6.6.2.3F Adjacent Channel Leakage power Ratio for category NB1
	7.3F.1 Reference sensitivity level without repetitions for category NB1
	7.4F Maximum input level for category NB1
数据传输速率	Single-tone：25.5kbps（下行），16.7kbps（上行） Multi-tone：25.5kbps（下行），62.5kbps（上行）
天线类型	需第三方提供天线（外置天线、FPC 天线等形式）

发射性能

TX 连续发送性能

频段	最小值	最大值	单位
B3	<-39	23dBm±2dB	dBm
B5	<-39	23dBm±2dB	dBm
B8	<-39	23dBm±2dB	dBm

接收性能

RX 灵敏度

频段	典型值	单位
Band3	-127.3 dBm/15kHz	dBm
Band5	-127.3 dBm/15kHz	dBm
Band8	-127.3 dBm/15kHz	dBm

天线信息

天线类型

该模组无自带 PCB 板载天线，需要第三方提供天线。可使用外置棒状天线、弹簧天线、IPEX-FPC 天线、PCB 板天线等，天线形式有单极天线、PIFA 天线、IFA 天线、loop 天线等。

降低天线干扰

为确保 NB-IoT 性能的最优化，建议模组天线部分和其他金属件距离至少在 10mm 以上。

封装信息及生产指导

机械尺寸

NE1 共有 66 个管脚，52 个为 LCC 封装，14 个为 LGA 封装。
NE1 尺寸大小为：17.7±0.35mm (L)×15.8±0.35mm (W) ×2.4±0.15mm (H)，如下图所示。

侧视图

原理图封装

PCB 封装图-SMT

模组俯视/底视

生产指南

1. 涂鸦出厂的贴片封装模组建议使用 SMT 机器贴片，拆开包装后建议在 24 小时内完成焊接。如果拆封后未使用完，建议放置在湿度不超过 10%RH 的干燥柜内，或重新进行真空包装并记录暴露时间。总暴露时间不超过 168 小时。

   • SMT 贴片所需仪器或设备：
     • 贴片机
     • SPI
     • 回流焊
     • 炉温测试仪
     • AOI
   • 烘烤所需仪器或设备：
     • 柜式烘烤箱
     • 防静电耐高温托盘
     • 防静电耐高温手套

2. 涂鸦出厂的模组存储条件如下：

   • 防潮袋必须储存在温度 ＜40℃、湿度 ＜90%RH 的环境中。

   • 干燥包装的产品，保质期为从包装密封之日起 12 个月的时间。

   • 密封包装内装有湿度指示卡：

     

3. 涂鸦出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤：

   • 拆封前发现真空包装袋破损。
   • 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡。
   • 拆封后如果湿度指示卡读取到 10% 及以上色环变为粉色。
   • 拆封后总暴露时间超过 168 小时。
   • 从首次密封包装之日起超过 12 个月。

4. 烘烤参数如下：

   • 烘烤温度：卷盘包装 40℃，小于等于 5%RH。托盘包装 125℃，小于等于 5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）。
   • 烘烤时间：卷盘包装 168 小时，托盘包装 12 小时。
   • 报警温度设定：卷盘包装 50℃，托盘包装 135℃。
   • 自然条件下冷却到 36℃ 以下后，即可进行生产。
   • 若烘烤后暴露时间大于 168 小时没有使用完，请再次进行烘烤。
   • 如果暴露时间超过 168 小时未经过烘烤，不建议使用波峰焊接工艺焊接此批次模组，因模组为 3 级湿敏器件超过允许的暴露时间很可能受潮，进行高温焊接时可能导致器件失效或焊接不良。

5. 在整个生产过程中，请对模组进行静电放电（ESD）保护。

6. 为了确保产品合格率，建议使用 SPI 和 AOI 测试设备来监控锡膏印刷和贴装品质。

推荐炉温曲线

请根据回流焊曲线图进行温度设定，峰值温度 245℃，回流焊温度曲线如下图所示：

• A：温度轴

• B：时间轴

• C：合金液相线温度：217-220℃

• D：升温斜率：1-3℃/S

• E：恒温时间：60-120S；恒温温度：150-200℃

• F：液相线以上时间：50-70S

• G：峰值温度：235-245℃

• H：降温斜率：1-4℃/S

  以上推荐曲线以 SAC305 合金焊膏为例。其他合金焊膏请按焊膏规格书推荐炉温曲线设置。

储存条件

模组 MOQ 与包装信息

产品型号	MOQ（pcs）	出货包装方式	每个卷盘存放模组数	每箱包装卷盘数
NE1	5600	载带卷盘	1400	4