基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的地下停車場燈控系統(tǒng)設(shè)計與實現(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，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)市場的新熱點。尤其在傳統(tǒng)無線信號無法覆蓋的地下停車場，其實時發(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，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計了一款專門針對地下停車場的燈控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開燈、智能關(guān)燈、遠(yuǎn)程控制等多種功能。現(xiàn)場使用證明，該系統(tǒng)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(guān)鍵詞：NB-IoT；地下停車場；燈控系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)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(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)移動物聯(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NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、芯片、模組、測試、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年全國基站規(guī)模達(dá)到150萬個，實現(xiàn)普遍覆蓋。2017年末，要求達(dá)到40萬個基站建設(shè)任務(wù)，實現(xiàn)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(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：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，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)計了一款專門針對地下停車場的燈控系統(tǒng)，實現(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(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)NB-IoT應(yīng)用架構(gòu)，分別從終端、信息郵局、人機交互系統(tǒng)來設(shè)計方案。最終設(shè)計方案。一是終端：方案選取金葫蘆GIoT，方案優(yōu)勢專為NB-IoT設(shè)計的集成芯片，具有針對性強、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)勢是處理速度和傳輸速度快；三是人機交互系統(tǒng)：方案選取Visual Studio，方案優(yōu)勢是具有開發(fā)簡單，開發(fā)周期短，上手快，大大提高研發(fā)效率。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 終端程序設(shè)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(shè)備唯一標(biāo)識IMSI；進(jìn)入主循環(huán)，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(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”之間會顯示提示“H1-xx”，其中xx為當(dāng)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(diào)試工具即可[6]。

3.2 云端轉(zhuǎn)發(fā)程序設(shè)計

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

3.3 人機交互程序設(shè)計

根據(jù)工程實際要求，頁面中有監(jiān)測和控制兩大功能，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。同時可以實時觀察到光強數(shù)據(jù)。

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(jìn)行傳送，測試結(jié)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(jìn)行傳送，測試結(jié)果通訊成功；測試項目3，燈控開關(guān)，測試方法為分別在界面指定位置發(fā)送0與1，測試結(jié)果控制成功。

5 結(jié)束語

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，利用窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計了一款專門針對地下停車場的燈控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開燈、智能關(guān)燈、遠(yuǎn)程控制等多種功能。現(xiàn)場使用證明，該系統(tǒng)運行情況及性能良好。

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）.

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[6]劉朝華.基于iOS平臺車位共享系統(tǒng)設(shè)計與實現(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)人機交互界面開發(fā)平臺研究[D].煙臺大學(xué)，2012.endprint