基于NB-IoT技术的空调共享系统设计

陈伟杰 蔡团生 马海东

摘要：为了解决一些高校对空调的迫切需求，而又由于资金短缺、线路改造难等原因，难以大批量采购空调的困难，设计一种空调共享系统。该共享空调系统采用NB-IoT通信模块，依托电信的窄带物联网，通信数据上传到电信云，微信小程序接入云平台对空调状态进行显示和控制，实现对空调的扫码租赁、退租和集中控制等共享操作。

关键词：空调器 NB-IoT 共享系统

1 引言

NB-IoT网络，由LTE技术发展而来，是基于蜂窝的窄带物联网技术，仅消耗180kHz的带宽，与蓝牙、ZigBee、wifi和其他短距离通信技术相比，移动蜂窝网络具有覆盖范围广和移动连接能力强的特点，可用于各种各样、丰富多彩的应用程序基于此，本文采用NB-IoT模组，使用电信窄带物联网，结合微信小程序接入电信云平台，设计一种空调的共享系统。

2 系统总体框架设计

系统的结构分为应用层、平台层、网络层和终端层，应用层为微信小程序，接入电信云平台;平台层为SAAS平台，可以查看数据、集中控制、运维管理等等。网络层为NB-IoT网络，网络层通过NB-IoT通信模块发送到NB-IoT基站，再由基站经由核心网转发至电信云平台。该层是将物联网与窄带通信技术融合的核心;终端层为MCU模块、NB-IoT模块、各传感器模块，传感器将采集的数据通过NB-IoT模块发送到基站。

3 硬件设计

硬件部分主要是MCU模块、NB-IoT模块和各传感器模块，MCU模块选用16位单片机;NB-IoT模块，支持B5和B8频段，支持FOTA升级，模块休眠模式为DRX模式;传感器模块有温湿度传感器、光敏传感器、红外传感器等;NB-IoT模块SIM卡采用中国电信的4G 消费级物联网专用卡，通过UART串口与MCU进行通讯。……