NB-IoT 无线路灯控制器研究

孟志强，刘小可†，周华安，童轩，郑瑶

（1.湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082；2.湖南大学 机械与运载工程学院，湖南 长沙 410082）

随着城市建设的高速发展，城市道路的数量及规模日益扩大，城市道路照明的能源消耗日益增多[1].为减少路灯照明的能源消耗，基于物联网技术的城市道路照明智能控制系统已成为一种必然，在城市道路照明建设中起着重要的作用.在物联网城市路灯智能照明控制系统中，单灯控制器是控制并监测照明灯具的关键设备，主要的无线物联网通信方式有Zigbee、WIFI、LoRa 和NB-IoT.

文献[2]设计了基于Zigbee 和神经网络的照明控制系统，提升了Zigbee 通信的稳定性，但Zigbee 传输距离不远，易受道路障碍物的影响，且一个网络系统可控制的路灯数量较少.文献[3]搭建了基于WIFI的路灯控制系统，其节点之间的最大通信距离为19 m，不适用于城市主要道路的照明应用.文献[4]设计了一个基于LoRa 的三级树结构智能路灯控制系统，实现了灯具有效调光和故障诊断，但需要自建基站，否则，像Zigbee 网络一样易受道路障碍物的影响.文献[5]设计了LoRa 无线照明设备测试系统，为LoRa 无线路灯控制系统的建设提供了可靠的技术支持.

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）已经由营运商建成了完全覆盖城市的无线传输网络，具有组网方便、传输距离远、功耗低等优点，用户不再需要建设基站或者网关等设施[6].因此，基于NB-IoT 的城市路灯无线控制系统越来越受到业界和用户的青睐，也形成了许多研究成果和实用技术.文献[7]应用NB-IoT 通信实现网关与服务器间的数据交互；……