基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的地下停車場(chǎng)燈控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何蘇利

摘 要：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）憑借大連接、廣覆蓋、深穿透、低成本及低功耗等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的新熱點(diǎn)。尤其在傳統(tǒng)無線信號(hào)無法覆蓋的地下停車場(chǎng)，其實(shí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的能力得到很好地體現(xiàn)。文章以金葫蘆GIoT開發(fā)套件為基礎(chǔ)，利用KDS與VS開發(fā)平臺(tái)，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)了一款專門針對(duì)地下停車場(chǎng)的燈控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開燈、智能關(guān)燈、遠(yuǎn)程控制等多種功能。現(xiàn)場(chǎng)使用證明，該系統(tǒng)運(yùn)行情況及性能良好，極大地提高了地下停車場(chǎng)的管理效率。

關(guān)鍵詞：NB-IoT；地下停車場(chǎng)；燈控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）02-0106-02

Abstract： Narrow Band Internet of Things（NB-IoT） has become a new hotspot in the Internet of Things market due to its advantages of large connection， wide coverage， deep penetration， low cost and low power consumption. Especially in the underground parking lot which can not be covered by the traditional wireless signal， its ability to send data in real time is well reflected. Based on the golden gourd GIoT development kit， using KDS and VS development platform， this paper designs a lighting control system specially for underground parking lot by using narrow band Internet of Things. The functions of intelligent turn on， intelligent turn off， remote control and so on are realized. The field application proves that the system works well and improves the management efficiency of underground parking lot greatly.

Keywords： NB-IoT； underground car park； lighting control system

1 概述

2017年6月6日國(guó)家工信部辦公廳正式下發(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展的通知》，明確了建設(shè)與發(fā)展NB-IoT-IoT網(wǎng)絡(luò)的意義，對(duì)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、芯片、模組、測(cè)試、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)等方面，部署了了具體任務(wù)。特別是，在NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，要求到2020年全國(guó)基站規(guī)模達(dá)到150萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)普遍覆蓋。2017年末，要求達(dá)到40萬個(gè)基站建設(shè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直轄市、省會(huì)城市及其他主要城市的覆蓋。這就意味著，NB-IoT技術(shù)將迅速生根落地，開花結(jié)果[1，2，3]。除此之外，NB-IoT所具備四大特點(diǎn)：一是廣覆蓋；二是具備支撐海量連接的能力；三是更低功耗；四是更低的模塊成本[4，5]。鑒于此，本文利用KDS與VS開發(fā)平臺(tái)，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)計(jì)了一款專門針對(duì)地下停車場(chǎng)的燈控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開燈、智能關(guān)燈、遠(yuǎn)程控制等多種功能，極大地降低了值班工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了地下停車場(chǎng)的管理效率，具有良好的社會(huì)效益。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)，分別從終端、信息郵局、人機(jī)交互系統(tǒng)來設(shè)計(jì)方案。最終設(shè)計(jì)方案。一是終端：方案選取金葫蘆GIoT，方案優(yōu)勢(shì)專為NB-IoT設(shè)計(jì)的集成芯片，具有針對(duì)性強(qiáng)、集成度高，開發(fā)方便，其含32為ARMCortex-M0+內(nèi)核的KL36微控制器、GIoT通信模組、三色燈、SWD寫入器接口、TTL串口（UART0/UART2）及兩排對(duì)外接口組成；二是信息郵局：方案選取華為云服務(wù)，方案優(yōu)勢(shì)是處理速度和傳輸速度快；三是人機(jī)交互系統(tǒng)：方案選取Visual Studio，方案優(yōu)勢(shì)是具有開發(fā)簡(jiǎn)單，開發(fā)周期短，上手快，大大提高研發(fā)效率。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 終端程序設(shè)計(jì)

USB口通電后，紅燈亮表示通電正常，LCD顯示芯片溫度“H0-xx.x”，時(shí)間約10秒。接著LCD顯示設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)IMSI；進(jìn)入主循環(huán)，LCD顯示時(shí)間“hh.mm.ss”，每秒更新一次。在這個(gè)過程中，若按下觸摸按鍵TSI 3次或時(shí)間每隔120秒，終端想云服務(wù)器發(fā)送一次數(shù)據(jù)，LCD提示“H1-1007”表示數(shù)據(jù)發(fā)送成功。若顯示“F..”則失敗，可能是基站信號(hào)弱；在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，若能成功連接基站，則在LCD上顯示“H1-1003”與“H1-1004”之間會(huì)顯示提示“H1-xx”，其中xx為當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度（百分比表示）。xx在70以上，通信較為流暢；另外，若需獲得運(yùn)行過程信息，可使用串口通信方式（波特率：115200），使用串口調(diào)試工具即可[6]。

3.2 云端轉(zhuǎn)發(fā)程序設(shè)計(jì)

通過文獻(xiàn)[7]提供的一些技術(shù)幫助，最終設(shè)計(jì)了云端轉(zhuǎn)發(fā)程序，具體如圖1，2所示。

3.3 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)

根據(jù)工程實(shí)際要求，頁(yè)面中有監(jiān)測(cè)和控制兩大功能，最終開發(fā)的界面如圖3所示[8]。通過在界面上寫入0或1就能控制指定區(qū)域的燈光開啟或關(guān)閉。同時(shí)可以實(shí)時(shí)觀察到光強(qiáng)數(shù)據(jù)。

4 性能測(cè)試

測(cè)試項(xiàng)目1，終端-云通訊，測(cè)試方法為基本信息、通信信息、光控信息等在終端與云端相互進(jìn)行傳送，測(cè)試結(jié)果通訊成功；測(cè)試項(xiàng)目2，PC-云通訊，測(cè)試方法為基本信息、通信信息、光控信息等在PC端與云端相互進(jìn)行傳送，測(cè)試結(jié)果通訊成功；測(cè)試項(xiàng)目3，燈控開關(guān)，測(cè)試方法為分別在界面指定位置發(fā)送0與1，測(cè)試結(jié)果控制成功。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文以金葫蘆GIoT開發(fā)套件為基礎(chǔ)，利用KDS與VS開發(fā)平臺(tái)，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)了一款專門針對(duì)地下停車場(chǎng)的燈控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開燈、智能關(guān)燈、遠(yuǎn)程控制等多種功能。現(xiàn)場(chǎng)使用證明，該系統(tǒng)運(yùn)行情況及性能良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]Rashmi Sharan Sinha，Yiqiao Wei，Seung-Hoon Hwang. A survey on LPWA technology： LoRa and NB-IoT[J]. ICT Express，2017，3（1）.

[2]戴國(guó)華，余駿華.NB-IoT的產(chǎn)生背景、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展以及特性和業(yè)務(wù)研究[J].移動(dòng)通信，2016，40（07）：31-36.

[3]孫彪.移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商N(yùn)B-IoT部署策略探討[J].移動(dòng)通信，2016，40（23）：11-16.

[4]李娟，胡曉玲，李自剛.窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT能耗測(cè)試淺析[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2016（08）：65-67.

[5]陳博，甘志輝.NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商業(yè)價(jià)值及組網(wǎng)方案研究[J].移動(dòng)通信，2016，40（13）：42-46+52.

[6]劉朝華.基于iOS平臺(tái)車位共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2017，7（03）：101-103.

[7]吳平.基于ZigBee和GSM的智能停車系統(tǒng)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2016，16（04）：32-35.

[8]李曉路.嵌入式系統(tǒng)人機(jī)交互界面開發(fā)平臺(tái)研究[D].煙臺(tái)大學(xué)，2012.endprint