基于NB-IoT的智慧路灯网关设计与实现

发布时间：2020-03-23 04:05

【摘要】：智慧路灯作为智慧城市建设的重要组成部分,运用远程通信网络并通过远程集中管理控制为现代社会提供智能化服务。NB-IoT作为新一代低功耗广域网通信技术具有广覆盖、大连接、低成本的优势,将其应用于智慧路灯远程通信中,有助于推动城市照明绿色化、管理精细化以及公共服务便捷化。然而NB-IoT通信速率低,无法满足智慧路灯监控区域图像传输的应用需求,基于此,本文设计一种基于NB-IoT的数据传输管理方法,同时针对智慧路灯系统中本地微功率无线通信和远程NB-IoT无线通信的异构网接入,研究设计一种适合智慧路灯系统的通信网关,实现异构网之间通信协议转换,路灯终端与服务器之间数据的转发。具体研究内容如下:(1)介绍课题研究背景与意义,对智慧路灯、无线通信技术以及物联网网关研究现状进行分析,进而提出一种基于NB-IoT的智慧路灯系统架构方案,并通过智慧路灯网关设计需求分析,设计支持NB-IoT无线网络应用接口的通信网关总体方案以及软件、硬件总体方案。(2)针对智慧路灯本地微功率无线通信与远程NB-IoT无线通信的异构网接入,通信协议不兼容,路灯终端数据与远端应用服务器数据不能互联互通的问题,在网关自定义上行和下行数据通信协议,实现异构网之间通信协议的转换以及路灯终端与远端应用服务器之间数据的转发。(3)根据智慧路灯数据业务属性以及路灯监控图像传输的应用需求,基于NB-IoT设计一种数据传输管理方法。首先针对图像大容量数据信息,设计数据量可变分片策略;再通过数据拼接策略、动态分片策略以及时间片轮询传输控制方法实现小容量数据信息以及大容数据信息的传输。搭建测试平台,对网关硬件性能、NB-IoT通信功能、网关通信协议转换功能以及数据传输管理方法进行测试分析。测试结果表明网关能够完成智慧路灯系统中异构网之间通信协议转换和数据转发任务,并且实现了运用NB-IoT网络传输监控图像的目的,在有效提高大容量数据信息传输成功率的同时保证时延敏感性高的数据传输。
【图文】：

数据量可变分片策略执行流程图

动态分片策略执行流程图
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU113.666;TP391.44;TN929.5

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本文编号：2596149