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窄帶物聯(lián)網(wǎng)的地下停車場(chǎng)燈控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
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)
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(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VisualStudio，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TSI3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。
3.3人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)
根據(jù)工程實(shí)際要求，頁面中有監(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
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。
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