试论基于NB-iot的城市照明单灯控制系统设计--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

试论基于NB-iot的城市照明单灯控制系统设计

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：韩梅

[导读] 摘要：基于NB-iot物联网技术的城市照明单灯控制系统，对于智慧城市框架下的智慧照明建设有着基础性的影响，并且能够提高城市照明的精细化管理水平。

        （深圳市灯光环境管理中心广东深圳 518000）
        摘要：基于NB-iot物联网技术的城市照明单灯控制系统，对于智慧城市框架下的智慧照明建设有着基础性的影响，并且能够提高城市照明的精细化管理水平。本文笔者针对基于NB-iot物联网技术的城市照明单灯控制系统设计进行了分析研究。文章中简要阐述了NB-iot窄带物联网技术，并对NB-iot城市照明单灯控制系统的具体设计进行理论总结。
        关键字：NB-iot技术；智慧照明；照明监控
        智慧城市建设发展过程中，智慧照明作为其关键一环，控制系统的建设非常关键，区别于以往的三遥集中集中监控，在当前物联网技术、智能化技术以及网络通信技术发展基础之上，城市照明单灯监控手段技术也随之发展，对于城市照明精准化、精细化运行管理起到了重要的作用。而在通过单灯控制系统的设计应用，能够保证城市照明系统功能应用更有作用，也会在最大程度上提升城市照明系统的应用效果。所以，在城市照明单灯控制系统设计过程中，更应该完成系统设计优化。利用NB-iot物联网技术实现对单灯控制系统的应用优化，从而保证监控系统应用更有效果，也能够保证城市照明系统建设更有效果。
        1. NB-iot技术简要分析
        NB-iot具体就是指窄带物联网技术，也是现代物联网技术的新发展，对于社会发展而言起到了非常重要的作用。NB-iot物联网技术在实际应用过程中，其主要是建立于蜂窝网络技术基础之上，其在具体的应用过程中，网络带宽在180kHz左右，并且在NB-iot网络应用中，可以对于GSM网络、UMTS网络或LTE网络进行直接部署，一定程度上提升了物联网的整体数据信息核心交流，保证物联网技术应用更有效果。而在NB-iot网络基础之上，更加强了移动蜂窝网络的技术应用，并且其在网络覆盖应用过程中，还同时具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量的主要特点，在当前社会中应用非常广泛。
        2. NB-iot城市照明单灯控制系统的具体设计分析
        NB-iot城市照明单灯控制系统设计，是对城市照明系统进行合理的监控，从而实现对城市照明系统的合理控制，提升城市照明系统的应用效果。而在具体的照明监控系统设计应用过程中，其主要包括以下几方面内容：
        （1）NB-iot城市照明单灯控制系统整体框架设计
        在单灯控制系统设计过程中，实际的框架设计是主要的设计内容，对于框架设计效果而言也有非常重要的作用，一定程度上也关系到整体系统设计的效果和应用效果。以下是NB-iot城市照明单灯控制系统设计的框架设计进行分析。实际设计过程中，其总体框架设计包括监控中心模块、监控分中心模块、路灯控制箱模块以及灯杆灯具等模块共同组成，才能够保证监控系统设计更有效果。①监控中心模块是利用LCC监控系统的监控核心，其应用4G和5G通讯技术与道路照明监控分中心进行连接，从而实现数据获取以及数据分析。②监控分中心模块，是对城市照明系统单灯进行实际监控的核心内容，在实际的系统监控过程中，利用SCC监控模块完成对系统的监控核心控制。另外，在实际的监控中心模块设计过程中，是利用路灯箱式变电站或者配电箱以及单灯控制装置进行路灯相关信息数据采集。③城市照明系统设计过程中，包括对路灯控制箱进行总体设计，其中包括ACU区域控制器、ICM接口转换模块、扩展设备模式共同组成，才能够实现系统的核心控制设计，也能够保证系统设计更加优化。④系统整体设计过程中，还包括对灯杆灯具进行终端控制设计，实际的设计过程中，其终端控制装置，主要完成应用TCU终端控制装置，完成系统的整体智能化控制，从而保证道路照明监控系统设计更加优化。⑤系统框架设计过程中，还包括对单灯控制系统的通信系统网络进行核心控制，在实际的控制过程中，主要完成应用NB-iot 物联网基础构建并且与5G网络基站结合，实现对单灯控制系统的信息传输和交换，从而保证信息交流控制更有效果。
        （2）NB-iot城市照明单灯控制系统功能目标设计
        NB-iot城市照明单灯控制系统具体设计过程中，对其功能目标进行设计非常关键，一定程度上决定了系统的应用效果，也能够保证系统应用更加合理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

以下是对NB-iot城市照明单灯控制系统的功能目标进行设计，具体包括以下几方面内容；①NB-iot城市照明单灯控制系统要可以完成城市远程开关设计以及城市照明调节功能，才能够保证系统运行设计更有效果，也在一定程度上提升系统设计效果。②NB-iot城市照明单灯控制系统设计过程中，其基础功能包括对照明系统进行自动检测。其中包括单灯照明系统的电压检测、单灯系统的电流（含漏电电流）检测、功率检测、通信异常检测以及信号强度检测等多方面检测内容，通过实际的系统异常检测完成对城市照明单灯控制系统功能目标的实际设计，才能够最大程度上提升系统的应用效果。
        （3）NB-iot城市照明单灯控制系统硬件设计
        NB-iot城市照明单灯控制系统设计过程中，其硬件装置设计非常关键，对于系统的功能实现有非常重要的作用。所以，在实际的系统设计过程中，应该完成对系统的硬件装置设计。具体包括以下几点设计内容；
        （1）单灯控制装置设计
        在NB-iot城市照明单灯控制系统设计过程中，单灯控制装置是十分重要的组成部分，一定程度上也关系到系统的应用。在实际的设计过程中，选择MCU电能参数集成控制系统作为单灯控制装置的核心工作系统，才能够保证系统应用更加有效，也能够在最大程度上提升系统的应用效果。在实际的设计过程中，单灯控制装置选择应用STM32F0308C主控芯片，可以实现对网络数据的接收以及相关控制，并且在最大程度上提升系统控制效果。另外，在实际的网络监控设计过程中，在单灯控制装置设计过程中，为了保证NB-iot网络能够对装置有更加良好的设计，其在装置设计应用中还应用了IAP远程功能[1]。
        （2）路灯集中装置设计
        在系统的硬件设计过程中，还包括有路灯集中装置，实现对三维城市路灯数字模型的建立，提升信息共享以及信息管理。在实际的系统硬件设计中，主要应用ARM9处理器芯片STM32F103，实现了系统的核心功能设计应用。另外，在系统的设计过程中，以NB-iot为核心完成了BC95B8模块设计，从而保证设计更加有效，也能够提升路灯集中管控系统[2]。
        （4）NB-iot城市照明单灯控制系统软件设计
        在NB-iot城市照明单灯控制系统设计过程中，还包括对系统进行组合软件调试设计，从而保证系统功能设计应用更加高效。在实际的设计过程中，系统完成了ZYNQ-7000芯片配置、内部AD、片外AD设计，并以Vivado2015.4为软件开发环境进行了良好的软件设计，实现了整个监控系统的功能形成[3]。
        3. NB-iot城市照明单灯控制系统的实际应用分析
        S市为了提升城市照明单灯控制系统的稳定性及精准度，在实际的系统建设应用过程中，选择建立NB-iot城市照明单灯控制系统。在系统设计中，在A道路中安装有24台单灯控制装置、并且设计了相关调光方案。在应用NB-iot城市照明单灯控制系统建设之后，其路面平均照度维持值为30.1lx的38.8lx，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ45—2015）最低照度30.0lx的标准。而路面平均亮度维持值从2.36降至1.82符合《城市道路照明设计标准》（CJJ45—2015）2.00标准值。所以，应用基于NB-iot技术城市照明单灯控制系统，其道路照明节能率更高，效果应用更加良好。
        结束语
        本文详细阐述了NB-iot城市照明单灯控制系统设计，希望能够对城市照明系统的设计效果提升有所帮助。
        参考文献
        [1]王蓓, 彭吉琼, 邓国印. 基于NB-IoT的智慧照明系统设计[J]. 现代信息科技, 2019, 003(019):P.194-196.
        [2]高宏宇, 王鸿磊, 凌启东. 基于NB-IOT的云平台无线数据监控系统设计[J]. 河北软件职业技术学院学报, 2019, 21(01):16-19.
        [3]王建新, 王颖聪. 基于NB-IoT的家居环境监控系统设计[J]. 电子设计工程, 2020, v.28;No.430(08):147-150+155.