如何借助物联网打造智慧社区？

物联网要实现万物互联，重点在“万”和“互”，一个要求连网终端数量要多，一个要求连网设备之间的数据要相互联系，综合分析，实现数据价值的最大化。

物联网领域下，智慧社区已经是一个比较成熟的落地应用场景。

智慧社区综合管理平台

如果终端设备连网后，只是单打独斗的话，就无法体现物联网的精髓了，所以打造智慧社区，首要任务就是搭建综合管理平台，将智慧社区所涉及到的所有连网终端设备的数据统一收集，统一管理，综合分析，发掘数据的最大价值。

门禁车辆识别，访客登记

车辆识别目前已经非常普及了，可以识别业主的车牌自动放行，如果不是业主的车牌要进行访客登记。智慧社区车辆识别系统应该具备更高的便捷性。可以利用小程序实现自主访客信息登记，还可以将访客数据分享给泊车位管理系统。

泊车位管理

社区内可以有私人车位或是公用车位，车位管理系统不仅可以方便业主停放车辆，还可以协同访客信息登记系统合作。根据所有业主车位的停放时间和习惯，经过综合统计分析，给出访客车辆泊车位推荐，方便业主亲朋好友驾车来访。

快递柜

快递柜目前已经非常普及了，但大多数是第三方快递柜进驻，而且后期有收费使用的趋势。所以智慧社区可以打造自主的快递柜，就可以将业主快递信息接入信息综合管理平台，可以由物业的工作人员提供快递上门服务，安全性会大大的提高。

智慧路灯

智慧路灯首先可以通过综合管理平台远程控制，同时可以集成光照传感器，通过环境光强度自主控制，也可集成人体识别传感器，夜晚实现人来灯开，人走灯灭。智慧路灯还可集成视频监控，直接对接综合管理平台。还可嵌入WiFi热点，社区信息发布显示屏。有条件的还可以内嵌汽车充电桩。

单元口人脸识别门禁

引入人脸识别门禁系统，比传统的刷卡门禁，扫码门禁更具备便利性，方便业主进出。

社区综合服务

借助综合管理平台，业主可以实现线上缴纳物业费，水电费。预约保洁服务，维修服务，还可以预约生活物资代购服务等等。

总而言之，物联网领域下，智慧社区内的终端设备采集的各种数据，一定要互联在一起，才能体现数据的最大价值，也能体现出物联网的精髓。

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。

TG462系列工业级物联网网关是一款采用ARM架构高能效处理器作为主控、采用Linux作为 *** 作系统的嵌入式工业计算机。

主要应用以下行业

电力：电压电流数据实时监控报警、城市电网、路灯控制;

环保：实时数据采集自来水、污水管道、泵站与水厂实时监控维护;

交通：机动车辆、车牌抓拍监控系统、车辆违章监控、交通灯控制;

安防：远程门禁系统监控、防盗装置报警;

能源：煤矿、石油、天然气、油田数据采集、供暖系统监控;

专家表示：智慧路灯杆是智慧城市的重要组成部分，它是通过目前先进的通信技术和无线通信技术，将城市的路灯串联起来，然后，形成物联网，实现对路灯的远程集中控制与管理。

由于智慧路灯杆智能化程度很高，功能十分的强大，实现了“一杆多用”，所以，智慧路灯杆可以做到根据车流量自动调节亮度、远程照明控制等，并且，还能够实现故障自动报警，能够大幅度的节省成本。

并且，智慧路灯杆可以有效的控制能源消耗，大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，降低维护和管理成本，当然，不仅是这样，还能够充当新能源汽车充电桩、5G基站、视频监控杆来使用，让城市能够变得更加的美化，同时，智慧程度也变得更高。

智慧路灯杆

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