窄带物联网的地下停车场灯控系统设计

摘要：窄带物联网（NB-IoT）凭借大连接、广覆盖、深穿透、低成本及低功耗等优点，逐渐成为物联网市场的新热点。尤其在传统无线信号无法覆盖的地下停车场，其实时发送数据的能力得到很好地体现。文章以金葫芦GIoT开发套件为基础，利用KDS与VS开发平台，利用窄带物联网设计了一款专门针对地下停车场的灯控系统，实现了智能开灯、智能关灯、远程控制等多种功能。现场使用证明，该系统运行情况及性能良好，极大地提高了地下停车场的管理效率。

关键词：NB-IoT；地下停车场；灯控系统

1概述

2017年6月6日国家工信部办公厅正式下发《关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》，明确了建设与发展NB-IoT-IoT网络的意义，对NB-IoT标准、设备、芯片、模组、测试、应用、网络等方面，部署了了具体任务。特别是，在NB-IoT网络建设方面，要求到2020年全国基站规模达到150万个，实现普遍覆盖。2017年末，要求达到40万个基站建设任务，实现对直辖市、省会城市及其他主要城市的覆盖。这就意味着，NB-IoT技术将迅速生根落地，开花结果[1，2，3]。除此之外，NB-IoT所具备四大特点：一是广覆盖；二是具备支撑海量连接的能力；三是更低功耗；四是更低的模块成本[4，5]。鉴于此，本文利用KDS与VS开发平台，利用窄带物联网，设计了一款专门针对地下停车场的灯控系统，实现了智能开灯、智能关灯、远程控制等多种功能，极大地降低了值班工人的劳动强度，有效提高了地下停车场的管理效率，具有良好的社会效益。

2系统设计方案

根据NB-IoT应用架构，分别从终端、信息邮局、人机交互系统来设计方案。最终设计方案。一是终端：方案选取金葫芦GIoT，方案优势专为NB-IoT设计的集成芯片，具有针对性强、集成度高，开发方便，其含32为ARMCortex-M0+内核的KL36微控制器、GIoT通信模组、三色灯、SWD写入器接口、TTL串口（UART0/UART2）及两排对外接口组成；二是信息邮局：方案选取华为云服务，方案优势是处理速度和传输速度快；三是人机交互系统：方案选取VisualStudio，方案优势是具有开发简单，开发周期短，上手快，大大提高研发效率。

3系统实现

3.1终端程序设计USB口通电后，红灯亮表示通电正常，LCD显示芯片温度“H0-xx.x”，时间约10秒。接着LCD显示设备唯一标识IMSI；进入主循环，LCD显示时间“hh.mm.ss”，每秒更新一次。在这个过程中，若按下触摸按键TSI3次或时间每隔120秒，终端想云服务器发送一次数据，LCD提示“H1-1007”表示数据发送成功。若显示“F..”则失败，可能是基站信号弱；在数据发送过程中，若能成功连接基站，则在LCD上显示“H1-1003”与“H1-1004”之间会显示提示“H1-xx”，其中xx为当前信号强度（百分比表示）。xx在70以上，通信较为流畅；另外，若需获得运行过程信息，可使用串口通信方式（波特率：115200），使用串口调试工具即可[6]。3.2云端转发程序设计通过文献[7]提供的一些技术帮助，最终设计了云端转发程序。3.3人机交互程序设计根据工程实际要求，页面中有监测和控制两大功能，最终开发的界面如图3所示[8]。通过在界面上写入0或1就能控制指定区域的灯光开启或关闭。同时可以实时观察到光强数据。

4性能测试

测试项目1，终端-云通讯，测试方法为基本信息、通信信息、光控信息等在终端与云端相互进行传送，测试结果通讯成功；测试项目2，PC-云通讯，测试方法为基本信息、通信信息、光控信息等在PC端与云端相互进行传送，测试结果通讯成功；测试项目3，灯控开关，测试方法为分别在界面指定位置发送0与1，测试结果控制成功。

5结束语

本文以金葫芦GIoT开发套件为基础，利用KDS与VS开发平台，利用窄带物联网设计了一款专门针对地下停车场的灯控系统，实现了智能开灯、智能关灯、远程控制等多种功能。现场使用证明，该系统运行情况及性能良好。

参考文献：

[1]RashmiSharanSinha，YiqiaoWei，Seung-HoonHwang.AsurveyonLPWAtechnology:LoRaandNB-IoT[J].ICTExpress，2017，3（1）.

[2]戴国华，余骏华.NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J].移动通信，2016，40（07）：31-36.

[3]孙彪.移动运营商NB-IoT部署策略探讨[J].移动通信，2016，40（23）：11-16.

[4]李娟，胡晓玲，李自刚.窄带物联网NB-IoT能耗测试浅析[J].电信网技术，2016（08）：65-67.

[5]陈博，甘志辉.NB-IoT网络商业价值及组网方案研究[J].移动通信，2016，40（13）：42-46+52.

[6]刘朝华.基于iOS平台车位共享系统设计与实现[J].物联网技术，2017，7（03）：101-103.

[7]吴平.基于ZigBee和GSM的智能停车系统[J].单片机与嵌入式系统应用，2016，16（04）：32-35.

[8]李晓路.嵌入式系统人机交互界面开发平台研究[D].烟台大学，2012.

作者:何苏利 单位:广州大学华软软件学院电子系