基于窄帶物聯網的地下停車場燈控系統設計與實現

何蘇利

摘 要：窄帶物聯網（NB-IoT）憑借大連接、廣覆蓋、深穿透、低成本及低功耗等優點，逐漸成為物聯網市場的新熱點。尤其在傳統無線信號無法覆蓋的地下停車場，其實時發送數據的能力得到很好地體現。文章以金葫蘆GIoT開發套件為基礎，利用KDS與VS開發平臺，利用窄帶物聯網設計了一款專門針對地下停車場的燈控系統，實現了智能開燈、智能關燈、遠程控制等多種功能。現場使用證明，該系統運行情況及性能良好，極大地提高了地下停車場的管理效率。

關鍵詞：NB-IoT；地下停車場；燈控系統

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：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日國家工信部辦公廳正式下發《關于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知》，明確了建設與發展NB-IoT-IoT網絡的意義，對NB-IoT標準、設備、芯片、模組、測試、應用、網絡等方面，部署了了具體任務。特別是，在NB-IoT網絡建設方面，要求到2020年全國基站規模達到150萬個，實現普遍覆蓋。2017年末，要求達到40萬個基站建設任務，實現對直轄市、省會城市及其他主要城市的覆蓋。這就意味著，NB-IoT技術將迅速生根落地，開花結果[1，2，3]。除此之外，NB-IoT所具備四大特點：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開發平臺，利用窄帶物聯網，設計了一款專門針對地下停車場的燈控系統，實現了智能開燈、智能關燈、遠程控制等多種功能，極大地降低了值班工人的勞動強度，有效提高了地下停車場的管理效率，具有良好的社會效益。

2 系統設計方案

根據NB-IoT應用架構，分別從終端、信息郵局、人機交互系統來設計方案。最終設計方案。一是終端：方案選取金葫蘆GIoT，方案優勢專為NB-IoT設計的集成芯片，具有針對性強、集成度高，開發方便，其含32為ARMCortex-M0+內核的KL36微控制器、GIoT通信模組、三色燈、SWD寫入器接口、TTL串口（UART0/UART2）及兩排對外接口組成；二是信息郵局：方案選取華為云服務，方案優勢是處理速度和傳輸速度快；三是人機交互系統：方案選取Visual Studio，方案優勢是具有開發簡單，開發周期短，上手快，大大提高研發效率。

3 系統實現

3.1 終端程序設計

USB口通電后，紅燈亮表示通電正常，LCD顯示芯片溫度“H0-xx.x”，時間約10秒。接著LCD顯示設備唯一標識IMSI；進入主循環，LCD顯示時間“hh.mm.ss”，每秒更新一次。在這個過程中，若按下觸摸按鍵TSI 3次或時間每隔120秒，終端想云服務器發送一次數據，LCD提示“H1-1007”表示數據發送成功。若顯示“F..”則失敗，可能是基站信號弱；在數據發送過程中，若能成功連接基站，則在LCD上顯示“H1-1003”與“H1-1004”之間會顯示提示“H1-xx”，其中xx為當前信號強度（百分比表示）。xx在70以上，通信較為流暢；另外，若需獲得運行過程信息，可使用串口通信方式（波特率：115200），使用串口調試工具即可[6]。

3.2 云端轉發程序設計

通過文獻[7]提供的一些技術幫助，最終設計了云端轉發程序，具體如圖1，2所示。

3.3 人機交互程序設計

根據工程實際要求，頁面中有監測和控制兩大功能，最終開發的界面如圖3所示[8]。通過在界面上寫入0或1就能控制指定區域的燈光開啟或關閉。同時可以實時觀察到光強數據。

4 性能測試

測試項目1，終端-云通訊，測試方法為基本信息、通信信息、光控信息等在終端與云端相互進行傳送，測試結果通訊成功；測試項目2，PC-云通訊，測試方法為基本信息、通信信息、光控信息等在PC端與云端相互進行傳送，測試結果通訊成功；測試項目3，燈控開關，測試方法為分別在界面指定位置發送0與1，測試結果控制成功。

5 結束語

本文以金葫蘆GIoT開發套件為基礎，利用KDS與VS開發平臺，利用窄帶物聯網設計了一款專門針對地下停車場的燈控系統，實現了智能開燈、智能關燈、遠程控制等多種功能?，F場使用證明，該系統運行情況及性能良好。

參考文獻：

[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]戴國華，余駿華.NB-IoT的產生背景、標準發展以及特性和業務研究[J].移動通信，2016，40（07）：31-36.

[3]孫彪.移動運營商NB-IoT部署策略探討[J].移動通信，2016，40（23）：11-16.

[4]李娟，胡曉玲，李自剛.窄帶物聯網NB-IoT能耗測試淺析[J].電信網技術，2016（08）：65-67.

[5]陳博，甘志輝.NB-IoT網絡商業價值及組網方案研究[J].移動通信，2016，40（13）：42-46+52.

[6]劉朝華.基于iOS平臺車位共享系統設計與實現[J].物聯網技術，2017，7（03）：101-103.

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

[8]李曉路.嵌入式系統人機交互界面開發平臺研究[D].煙臺大學，2012.endprint