基于NB-IOT窄带物联网智能路灯云端控制系统的设计与实现

随着经济和 社会 的发展，城市公共照明已经成为城市现代化水平的重要标志之一，城市照明设施规模日益增大，用电量节节攀升， 社会 各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。而目前国内城市照明的监控和管理方式相对简单、粗放，服务质量和节能水平有待提高，难以满足现代化城市照明的需要，主要表现在以下几个方面：

监控管理方式相对粗放。传统“三遥”系统只能实现回路级别的采集和控制，对单灯运行情况无法实时、准确监控，不能实现智能化监控和精细化管理；部分城市仍停留在“时控”时代，缺少基本的信息化管理手段。

运行维护效率低、成本高。现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区，运维效率低、成本高，难以实现主动服务、保障服务质量。

照明能耗偏大。缺少灵活有效的节能控制手段，过度照明和照明不足的矛盾难以调和，无法实现按需照明，从而在保障照明质量的前提下有效降低照明能耗设施安全难以保障。缺少实时监管措施，设施被盗时有发生，给照明管理部门造成直接的经济损失，严重影响城市照明的正常运行，同时带来安全隐患。

1 设计与实现

本系统由3大部分组成：NB-IoT通信模块、云端控制系统、手机端APP。

图1

11 NB-IoT通信模块

基于高通MDM9206平台高性能、低功耗的CAT-M1/CAT-NB1/GSM三模无线通信模块，支持全球各主流定位系统GNSS，不仅支持当前运营商的主流物联网频段，对未来可能会部署的频段也最大可能性的支持 ，其尺寸仅 为 225mm265mm27mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，

通过该模块实现路灯信息传输、调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明节约电能，真正实现节能、环保、安全、舒适的照明，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。

12 云端控制中心

是根据路灯管控开发的一款远程 *** 作与监控管理平台，方便了管理人员的管理与维护。通过灯联网集中监控管理平台可以远程控制每一个回路的开、关状态，也可以实时监测每个设备的当前信息，并根据采集到的参数的情况，实时判断线路情况，给用户直观的解析。系统同时还具备短消息报警和声音报警的功能。

13 手机端APP

一种基于智能手机APP应用的城市路灯控制方法，包括将智能手机APP应用与路灯管理系统相关联，形成APP调节城市路灯的架构，构建智能手机 APP 节点，每个 APP 节点代表一个APP 注册用户；当用户登录 APP 应用时，APP 应用将包含用户地理位置、行进方式的 APP 应用信息传送到路灯管理系统；路灯管理系统根据APP应用信息，查询用户所属路段的路灯实时状态，并对路灯进行调节控制。采用NB-IoT物联网概念，通过手机 APP 应用按照用户实际需求开启路灯、调节路灯亮度，合理分配路灯照明资源，降低了路灯能耗、节约了路灯使用成本。

2 测试与分析

硬件调试：分为电源电路、通信链路、LED驱动电路调试。

21 电源电路

图2 电源电路

图 2 中，EUP3420 是一款恒定频率，采用电流模脉宽调制（PWM）架构的降压型变换器。芯片集成了主开关和同步整流开关，可以获得更高的效率。本系统采取5V适配器输入，转化给NB-IoT无线通讯模块VBAT网络33V供电。

C1000：适配器的输入端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为5V。

L1000：开关电源 buck 电感输出端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为33V，通过调整R1000和R1007阻值调整VBAT输出的大小。

22 通信链路

NB-IoT模块上电后sim卡状态测试。

图3 NB-IoT模块Sim卡状态查询

23 LED驱动电路

图4 LED驱动电路

上图中，三极管驱动电路由Q11、R128、D30、J26（焊接LED模组）组成，NB-IoT通信模块通过GPIO口控制三极管的基集，使三极管Q11工作在开关状态，实现对LED的开断。

3 软件测试

安卓手机端可以控制指定路灯的亮与灭以及全开全灭。

图5 手机控制端界面

PC端实现对各个端口的控制。

图6 云端控制端界面

4 控制系统特性

41 管道NB-IoT设计

一是广覆盖：NB-IoT 覆盖能力强，在同样的频段下，NB-IoT 比现有的网络增益 20dB，覆盖面积扩大 100 倍。它不仅可以满足广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。因此不只是道路照明，在室内、工业照明领域的应用前景也十分广阔。

二是强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。这将意味着，基于 NB-IoT 通信技术的照明控制系统，将能够管控更多的终端设备，满足未来智慧城市中大量设备联网需求。

三是低功耗：低功耗特性是智慧照明应用一项重要指标，NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，终端模块的待机时间可长达10年，特别适用于智能家居的应用。

四是低成本：低速率、低功耗、低带宽同样给 NB-IoT 芯片以及模块带来低成本优势。单个接连模块预期价格不超过 5美元，最终低至 1 美元，这对降低智慧照明应用的成本起到关键性作用。

42 云端智能管理

采用单灯控制技术，构建路灯物联网，精准控制每一盏路灯，在保证照明需求的前提下，根据季节、路段、天气、特殊场合等条件设定路灯运行方案，真正实现“按需照明”，深化节能减排。因本项目范围内 LED 路灯电源不具备调光接口，单灯节能方式采用开关灯控制方式。

通过单灯“在线巡测”，及时发现路灯故障并在地图上进行精准定位，转变“人工巡检、热线报修”的传统运维方式，实现定向运维、主动服务，减轻劳动强度，提高路灯运维效率，降低运维成本。

43 客户端APP

智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为：实时监控：可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。同时支持多终端，支持基于 Android *** 作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

5 应用前景分析

对于 NB-IoT 产业的发展，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商皆就NB-IOT发布了各自的发展计划。工信部也发文要求加快 NB-IoT 在国内落地，到今年年底建成基站规模 40万个，到 2020 年建成基站规模 150 万个。中国 NB-IoT 产业加速布局，将是全球 NB-IoT 产业领跑者。目前在上海、广州、江

门、鹰潭、长沙落地了NB-IoT智慧路灯项目，实现了到处开花、处处结果。

6 结束语

城市智慧照明是智慧能源的开端，以 NB-IoT 新一代通信技术为支撑，实现整个城市一张网，对城市道路每盏灯实现全面的感知、智能的控制、广泛的交互和深度的融合，在满足市民正常照明需求的前提下，通过智能调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明，电能节约率可达30% 60%，真正实现节能减排，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。同时通过对城市照明设施实现精细化管理，通过对城市道路每个灯具的运行状态进行准确分析和故障报警，并根据故障等级启动相应的处置流程，将被动巡检改为定点维护，反应更加敏捷处置效率更高，将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果，树立和提升城市的品牌形象。

我刚刚在百度里搜索了很多，有一些关于油汀电暖器开关接线的。
“
第一，准备好工具，十字螺丝刀，钳子，胶布，最好是三脚质量有保证的插头，品牌最好，线最好用25平方软多股铜钱。
第二，拆掉保护盖，一般四条或者两条螺丝。
第三，接到原来的线，一般是,双色为地线e，红色或棕色为火线l，蓝色为n
第四，把你线按颜色分别接好，要认真缠好胶布这点很重要，处理会导致漏电或者短路故障发生火灾。接好后，认真检查看有没有线有漏点。确定无误，上好盖。
第五，接插头时，双色为地线e，要接到最上边那个长脚的铜片上。上面有个e的标志是地线。
红色或棕色为火线l，插头面向接左边为零线，右为火线，有标志l接到这里。
蓝色为n，接到左边，有标志n
接头一定要压牢，不能突出的铜丝，以免发生短路事故。
检查无误后，方可通电试验。”
我建议你找你的电暖器厂家客服电话，或者物业电话（如果物业有电工师傅）。
除非你很懂电路这些事情，否则别自己弄，一方面你没有那么多工具和材料。第二，你不一定搞定。
油汀电暖器倾倒容易烧坏电路，二来不能放在浴室使用，怕潮，怕蒸汽。

三个脚一组，这个开关两组，四条线不能接在一起，三个脚为一组，有一个脚没接线，把三个脚上的两条线接在一起包电工胶却可，彻记断电接线。
1
火线——船型开关——温控器电源火线输入端——温控器电源零线输入端
；
2
温控器火线分支——温控器控制输入端\；
3
温控器控制输出端——接触器线圈火线——接触器线圈零线；
4
火线——接触器输入——接触器输出——开水器火线；
5
零线——接触器输入——接触器输出——开水器零线；
说明：如果是三相或380v的开水器请不要用零线，将它分别改为火线就行了。

在本文中，我们将向您展示如何使用阿里云IoT平台轻松将Android Things连接到您的物联网（IoT）网络，我们将为该项目构造一个示例：功能性甲醛和温度传感器。有些人可能不了解Android Things，简单来说， 它就是让开发者可以使用Android开发工具开发嵌入式设备 。

项目设备清单

NXP iMX7D

设备接线图

在设置硬件之后，是时候在阿里云IoT平台上配置软件了。

首先，导航到物联网控制台并激活阿里云IoT。创建高级产品并添加产品属性定义：

Android Things设备开发

1、使用Android Studio创建Android Things项目，并授予网络权限

2、将“eclipsepahomqtt”存储库添加到gradle

3、通过I2C读取DHT12数据

4、通过UART获取Ze08CH2O数据

5、创建阿里云IoT连接并报告数据

设备启动后，您可以在阿里云IoT控制台上查看设备的实时数据， 设备管理 - >运行状态 。

此项目在GIT上的地址是：>手机控制的水泵控制柜 *** 作方法1、首先在手机应用里面搜索：易微联下载好APP。2、然后用号码注册一个账号设置好密码。3、按设备接线图连接好设备、手机远程控制水泵控制器的进线端接电源、出现端接水泵，水泵远程控制器每次通电之后需要大约10秒的开机时间。4、通电之后手机远程控制水泵控制器的信号灯开始快闪（一秒闪四次）然后按住设备上的配置按钮不放，大约5秒，直到信号指示灯停止快闪，此时设备的移动物联网功能即可激活，会通过移动网络自动连接到服务器。5、然后使用手机上的易微联APP-右上角的扫一扫，点击右上角符号选择扫一扫、扫描手机远程控制水泵控制柜左边的二维码添加设备号，完成手机与控制器的连接。6、在APP上为设备取个名称命名备注，完成添加，完成后信号指示灯会长亮。

你这一个USB就能控制门锁，如果能实现，那成本是不是也太低了点！
但实际情况是，一个APP发送指令到模块再到继电器，即可控制门锁电源。
最简单的办法是买一个物联网开关（不是模块），连上WIFI，手机端安装相应的APP即可！
你可以直接上淘宝搜物联网开关，接线图也有！（切记不要买模块，这些开关之间的区别是，有蓝牙控制的和连模块WIFI控制的，这两种只能在它附近才能控制），而物联网开头只要你手机有网，即使你在世界另一端也能控制它！

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