基于NB-IoT和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下停車庫節(jié)能照明系統(tǒng)

　　ESIM、USIM接口采用3 GPP規(guī)范,適用于常規(guī)的應(yīng)用工具。在模塊上有一個(gè)USIM接口的監(jiān)控電路，只支持3.0 V的USIM卡。6個(gè)引腳的USIM卡電路設(shè)計(jì)如圖6：

　　為了提高USIM卡在應(yīng)用中的可靠性和可用性。 按照USIM電路設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

　　(1)USIM卡槽在模塊的距離盡可能近，走線長度盡可能小于200mm。

　　(2)USIM信號(hào)遠(yuǎn)離RF和VBAT電路。

　　(3)確保模塊和USIM卡槽之間的地連接短而寬。地線的走線寬度不小于0.5mm，以保持相同的電勢。USIM_VDD靠近USIM卡槽處需添加小于1uF去耦電容。

　　(4)避免USIM_DATA和USIM_CLK之間的串?dāng)_。保持它們彼此遠(yuǎn)離，并用包圍的地面屏蔽它們。

　　(5)為了提供良好的ESD保護(hù)，建議添加一個(gè)TVS二極管陣列。將TVS管靠近USIM卡槽，保證模組的USIM接口不會(huì)被ESD損壞。在模塊和USIM卡槽之間應(yīng)串聯(lián)22Ω電阻，以抑制EMI雜散傳輸并增強(qiáng)ESD保護(hù)。 請(qǐng)注意，USIM外圍電路應(yīng)靠近USIM卡連接器。

　　(6)將RF旁路電容(33pF)靠近USIM卡槽放置，以提高EMI抑制。

2.4 RF參考設(shè)計(jì)

　　射頻電路設(shè)計(jì)參考如圖7。

　　在天線焊盤兩邊有一些接地腳，目的是為了給射頻部分提供更好的對(duì)地連接，此外，有一個(gè)與電路相配的π電容用來調(diào)節(jié)射頻的性能，設(shè)計(jì)時(shí)最好靠近模塊的RF_ANT引腳。在射頻PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意，模塊射頻引腳與天線射頻端的特性阻抗應(yīng)該設(shè)置在50歐姆。

3 基于ZigBee技術(shù)的傳感控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　ZigBee傳感控制系統(tǒng)中主要包含ZigBee智能調(diào)光LED T8燈和ZigBee微波感應(yīng)器，結(jié)合智能網(wǎng)關(guān)的邏輯控制，實(shí)現(xiàn)地下車庫節(jié)能照明系統(tǒng)人來車來調(diào)高亮度，人走車走調(diào)低亮度。

3.1 ZigBee智能調(diào)光LED T8燈管

　　采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)亮度，低能耗，安裝方式和普通T8燈管完全一致。如表3。

3.2 ZigBee微波感應(yīng)器

　　微波雷達(dá)感應(yīng)優(yōu)點(diǎn)：感應(yīng)距離更遠(yuǎn)，角度廣，無死區(qū)，能穿透玻璃和薄木板，不受環(huán)境、溫度、灰塵等影響，在37度情況下，感應(yīng)距離不會(huì)縮短。反映速度快。是聲控、紅外感應(yīng)的最佳替代品。如表4：

　　兩個(gè)微波感應(yīng)器相隔距離需要在3米以上，不能會(huì)造成微波誤報(bào)，實(shí)際設(shè)計(jì)中微波感應(yīng)器每隔6-7米安裝一個(gè)設(shè)備，微波探測距離計(jì)算方法如圖8。

4 先進(jìn)性和節(jié)能效益

4.1 節(jié)能，降低能耗浪費(fèi)

　　地下停車場照明需求存在明顯的“ 潮汐現(xiàn)象”，即高峰時(shí)段與低谷時(shí)段的差異明顯，但傳統(tǒng)的日光燈管不會(huì)因?yàn)檫@種差異而改變亮度，達(dá)不到按需照明的目的，這就造成了低谷時(shí)段照明的大量浪費(fèi)。

　　針對(duì)于車庫車輛的駛?cè)肱c駛出存在“潮汐現(xiàn)象”，高峰期主要集中在上下班時(shí)段，一天中約有3/4的時(shí)間停車場處在休眠期，如果能有效的控制這3/4的時(shí)間段內(nèi)的能耗輸出，能夠很大程度上降低能耗的浪費(fèi)。

4.2 降低運(yùn)營成本

　　迫于經(jīng)濟(jì)壓力，地下停車場的經(jīng)營企業(yè)曾經(jīng)采用多種辦法，例如，減少照明燈具安裝數(shù)量、減少亮燈數(shù)量、人工控制亮燈時(shí)間等達(dá)到節(jié)能的目的，但這些都是以降低照明品質(zhì)為代價(jià)來換取電能的節(jié)約，改造效果往往不能令人滿意。由于地下停車場這種場合在地下需要長時(shí)間照明，耗能比較嚴(yán)重，所以照明費(fèi)用較高，企業(yè)不得不承擔(dān)高額的運(yùn)營成本。因此實(shí)現(xiàn)智能化的節(jié)能是企業(yè)迫切需要的。

4.3 做到節(jié)能的同時(shí)兼顧照明體驗(yàn)

　　采用可以做單盞燈光亮度調(diào)節(jié)的T8 LED 智能燈管，通過系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)，使得整體照明在做到節(jié)能化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)用戶角度的正常光照體驗(yàn)。在無人無車狀態(tài)下，燈光調(diào)暗，有人有車的時(shí)候，在其行進(jìn)路線上，燈管逐步提前調(diào)亮。

4.4 節(jié)能效益分析

　　普通的地下車庫照明都是分高峰和低谷兩個(gè)時(shí)間段開啟車庫照明，不論有沒有車輛進(jìn)入，高峰時(shí)段內(nèi)所有庫照明始終都是成開啟狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能智能照明系統(tǒng)后，無人無車是燈的功率調(diào)暗至5%，有車有人是功率調(diào)亮至70%，實(shí)測中，寫字樓地下停車庫和住宅地下停車庫24小時(shí)中，平均30%的時(shí)間比例處于有人或有車狀態(tài)，平均70%的時(shí)間比例處于無人無車燈暗的狀態(tài)，所以針對(duì)寫字樓和住宅地下停車庫的節(jié)能率高大70%。

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第10期第67頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。