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随着窄带物联网(NB-IoT)的基本布网完成,其应用开发将成为研究热点。开发NB-IoT终端产品涉及嵌入式软硬件设计及NB-IoT通信等技术层面,具有较高的技术门槛。本文以降低这个技术门槛为目标,设计并实现了一款服务于NB-IoT终端软件开发的图形构件化编程系统(GCNB),为实现终端软件快速原型打通提供技术基础,主要内容如下。(1)为了提高GCNB所生成的NB-IoT终端代码的可移植性,基于构件化思想,提出了面向终端软硬件的层次化设计机制。在硬件方面,将终端硬件划分为通用嵌入式计算机(GEC)、核心基础硬件和可扩展硬件层次;在软件方面,将终端软件划分为BIOS及User程序两个相对独立部分,BIOS先期驻留于Flash中,GCNB仅生成与芯片型号无关的User程序代码,保证了终端代码的可移植性。(2)为了保证GCNB所生成的终端代码能适应不同生产厂家及运营商的NB-IoT通信模组,提出了基于知识要素的NB-IoT通信构件UEcom的封装方法,为图形化生成通用代码奠定了技术基础。同时把不同的UEcom构件驻留于BIOS中,通过较为复杂的映射机制,设计出函数原型级调用模式,实现了图形化生成代码的普适性。(3)为了简化NB-IoT终端程序的设计,基于软件工程基本原则,提出了面向NB-IoT终端的可自定制图标的GCNB设计方案,并给出了软件实现。该软件与一般图形化软件主要区别在于,不仅给出了基本流程控制图形化、图形化控件、属性配置设计、逻辑连线等常规图形化必备要素,还给出了接纳用户新增构件、串口烧录与printf调试有机融合、更灵活的二次编程等功能的实现机制。本文以基于NB-IoT的智慧农业大棚控制系统为实例,利用GCNB实现快速打通,为进一步开发提供原型,验证了 GCNB平台的可行性和实用性。GCNB将为NB-IoT应用开发的教学、科研提供一种有效途径。