随着物联网的逐渐铺开，人们已经在生活中看到了越来越多的物联网模块：智能水表，共享单车，等等。目前的物联网仍然主要由运营商推动，物联网模块需要使用标准蜂窝协议与基站通讯。由于基站需要覆盖尽可能大的面积，因此物联网模块需要能做到在距离基站很远时仍能通讯，这就对于物联网模块的射频发射功率有了很高的要求;从另一个角度来说，物联网模块在做无线通讯时仍然需要消耗高达30mA的电流，这使得目前的物联网模组仍然需要配合较高容量的电池(如五号电池)才能工作，这也导致了物联网模组的尺寸很难做小。
为了能进一步普及物联网，必须克服这个功耗以及尺寸的限制。例如，如果未来要把物联网做到植入人体内，则不可能再搭配五号电池，而必须使用更小的电池甚至使用能量获取系统从环境中获取能量彻底摆脱电池的限制。为了实现这个目标，从通讯协议上说，可以使用更低功耗的自组网技术，类似BLE;而从电路实现上，则必须使用创新电路来降低功耗。
能量获取技术
根据之前的讨论，目前电池的尺寸和成本都已经成为了限制IoT设备近一步进入潜在市场的瓶颈。那么，有没有可能使用从环境中获得能量来支持物联网节点工作呢这种从环境中获取能量来支持物联网节点工作的模块叫做“能量获取”(energy harvesting)，目前能量获取电路芯片的研究已经成为了研究领域的热门方向。
目前最成熟的能量获取系统可以说是太阳能电池。传统太阳能电池能提供较好的能量获取效率，但是付出的代价是难以集成到CMOS芯片上。最近，不少研究机构都在使用新型CMOS太阳能电池，从而可以和物联网节点的其他模块集成到同一块芯片上，大大增加了集成度并减小模组尺寸。当然，集成在CMOS芯片上的太阳能电池需要付出低能量输出的代价，目前常见的CMOS片上太阳能电池在室内灯光下能提供nW等级的功率输出，而在强光下能提供uW级别的功率输出，这就对物联网模组的整体功耗优化提出了很高的要求。另一方面，也可以将能量获取与小尺寸微型电池配合使用，当光照较好时使用太阳能电池而在光照较弱时使用备用电池，从而提升整体物联网模组的电池寿命。
除了太阳能电池外，另一个广为人知的环境能量就是WiFi信号。今年ISSCC上，来自俄勒冈州立大学的研究组发表了从环境中的WiFi信号获取能量的芯片。先来点背景知识：WiFi的最大发射功率是30dBm(即1W)，在简单的环境里(即没有遮挡等)信号功率随着与发射设备的距离平方衰减，在距离3m左右的距离信号功率就衰减到了1uW(-30dBm)左右，而如果有物体遮挡则会导致功率更小。俄勒冈州立大学发表的论文中，芯片配合直径为15cm的天线可以在非常低的无线信号功率(-33dBm即500nW)下也能工作给电池充电，能量获取效率在5-10%左右(即在距离发射源3m的情况下输出功率在50nW左右)。因此，WiFi信号也可以用来给物联网模组提供能量，但是其输出功率在现实的距离上也不大，同样也需要节点模组对于功耗做深度优化。
另外，机械能也可以作为物联网节点的能量获取来源。压电效应可以把机械能转换为电能，从而使用压电材料(例如压电MEMS)就能为物联网节点充电。使用压电材料做能量源的典型应用包括各种智能城市和工业应用，例如当有车压过减速带的时候，减速带下的物联网传感器上的压电材料可以利用车辆压力的机械能给传感器充电并唤醒传感器，从而实现车辆数量统计等。这样，机械压力即可以作为需要测量的信号，其本身又可以作为能量源，所以在没有信号的时候就无需浪费能量了!压电材料的输出功率随着机械能的大小不同会有很大的区别，一般在nW-mW的数量级范围。
唤醒式无线系统
传统的IoT无线收发系统使用的往往是周期性通讯或主动事件驱动通讯的方案。周期性通讯指的是IoT节点定期打开与中心节点通讯，并在其他时间休眠;事件驱动通讯则是指IoT节点仅仅在传感器监测到特定事件时才与中心节点通讯，而其它时候都休眠。
在这两种模式中，都需要IoT节点主动与中心节点建立连接并通讯。然而，这个建立连接的过程是非常消耗能量的。因此，唤醒式无线系统的概念就应运而生。
什么是唤醒式无线系统就是该该系统在大多数时候都是休眠的，仅仅当主节点发射特定信号时才会唤醒无线系统。换句话说，连接的建立这个耗费能量的过程并不由IoT节点来完成，而是由中心节点通过发送唤醒信号来完成。
当建立连接的事件由中心节点来驱动时，一切都变得简单。首先，中心节点可以发射一段射频信号，而IoT节点可以通过能量获取(energy harvesting)电路从该射频信号中获取能量为内部电容充电。当IoT节点的电容充电完毕后，无线连接系统就可以使用电容里的能量来发射射频信号与中心节点通讯。这样一来，就可以做到无电池操作。想象一下，如果不是使用唤醒式无线系统，而是使用IoT主动连接的话，无电池就会变得困难，因为无法保证IoT节点在需要通讯的时候在节点内有足够的能量。反之，现在使用唤醒式系统，中心节点在需要IoT节点工作时首先为其充电唤醒，就能保证每次IoT节点都有足够能量通讯。
那么，这样的唤醒式无线系统功耗有多低呢在2016年的ISSCC上，来自初创公司PsiKick发表的支持BLE网络的唤醒式接收机在做无线通讯时仅需要400 nW的功耗，而到了2017年ISSCC，加州大学圣地亚哥分校发表的唤醒式接收机更是把功耗做到了45 nW，比起传统需要毫瓦级的IoT芯片小了4-6个数量级!
来自UCSD的45 nW超低功耗唤醒式接收机
反射调制系统
唤醒式接收机主要解决了无线链路中如何低功耗接收信号的问题，但是在如果使用传统的发射机，则还是需要主动发射射频信号。发射机也是非常费电的，发射信号时所需的功耗常常要达到毫瓦数量级。那么，有没有可能在发射机处也做一些创新，降低功耗呢
确实已经有人另辟蹊径，想到了不发射射频信号也能把IoT节点传感器的信息传输出去的办法，就是由华盛顿大学研究人员提出的使用发射调制。反射调制有点像在航海和野外探险中的日光信号镜，日光信号镜通过不同角度的反射太阳光来传递信息。在这里，信号的载体是太阳光，但是太阳光能量并非传递信号的人发射的，而是作为第三方的太阳提供的。类似的，华盛顿大学研究人员提出的办法也是这样：中心节点发射射频信号，IoT节点则传感器的输出来改变(调制)天线的发射系数，这样中心节点通过检测反射信号就可以接收IoT节点的信号。在整个过程中IoT节点并没有发射射频信号，而是反射中心节点发出的射频信号，这样就实现了超低功耗。
华盛顿大学的Shyam Gollakota教授率领的研究组在反射调制实现的超低功耗IoT领域目前已经完成了三个相关项目。去年，他们完成了passive WiFi和interscatter项目。Passive WiFi用于长距离反射通信，使用WiFi路由器发射功率相对较高的射频信号，而IoT节点则调制天线反射系数来传递信息。多个IoT节点可以共存，并使用类似CDMA扩频的方式来同时发射信息。interscatter则用于短距离数据传输，使用移动设备发射功率较低的射频信号，而IoT节点则调制该射频信号的反射来实现信息传输的目的。Passive WiFi和interscatter芯片的功耗都在10-20微瓦附近，比起动辄毫瓦级别的传统IoT无线芯片小了几个数量级，同时也为物联网节点进入人体内等应用场景铺平了道路。
Passive WiFi(上)与Interscatter(下)使用反射调制，分别针对长距离与短距离应用。
Passive WiFi和Interscatter还需要使用电信号因此需要供电，而Gollakota教授最近发表的Printed WiFi则是更进一步，完全不需要供电了!
在物联网的应用中，许多需要检测的物理量其实不是电信号，例如速度，液体流量等等。这些物理量虽然不是电物理量，但是由于目前主流的信号处理和传输都是使用电子系统，因此传统的做法还是使用传感器电子芯片把这些物理量转化为电信号，之后再用无线连接传输出去。其实，这一步转化过程并非必要，而且会引入额外的能量消耗。Printed WiFi的创新之处就是使用机械系统去调制天线的反射系数，从而通过反射调制把这些物理量传输出去。这样，在IoT节点就完全避免了电子系统，从而真正实现无电池工作!
目前，这些机械系统使用3D打印的方式制作，这也是该项目取名Printed WiFi的原因。
上图是Printed WiFi的一个例子，即转速传感器。弹簧、齿轮等机械器件在上方测速仪旋转时会周期性地闭合/打开最下方天线(slot antenna)中的开关，从而周期性地(周期即旋转速度)改变最下方天线的反射特性，这样中心节点只要通过反射射频信号就能读出旋转速度。最下方的图是该传感器在不同转速时的反射信号在时间域的变化情况，可见通过反射信号可以把转速信息提取出来。
超低功耗传感器
物联网节点最基本的目标就是提供传感功能，因此超低功耗传感器也是必不可少。目前，温度、光照传感器在经过深度优化后已经可以实现nW-uW数量级的功耗，而在智能音响中得到广泛应用的声音传感器则往往要消耗mW数量级甚至更高的功耗，因此成为了下一步突破研发的重点。
在声音传感器领域，最近的突破来自于压电MEMS。传统的声音传感器(即麦克风)必须把整个系统(包括后端ADC和DSP)一直处于活动待机状态，以避免错过任何有用的声音信号，因此平均功耗在接近mW这样的数量级。然而，在不少环境下，这样的系统其实造成了能量的浪费，因为大多数时候环境里可能并没有声音，造成了ADC、DSP等模组能量的浪费。而使用压电MEMS可以避免这样的问题：当没有声音信号时，压电MEMS系统处于休眠状态，仅仅前端压电MEMS麦克风在待命，而后端的ADC、DSP都处于休眠状态，整体功耗在uW数量级。而一旦有用声音信号出现并被压电MEMS检测到，则压电MEMS麦克风可以输出唤醒信号将后面的ADC和DSP唤醒，从而不错过有用信号。因此，整体声音传感器的平均功耗可以在常规的应用场景下可以控制在uW数量级，从而使声音传感器可以进入更多应用场景。
超低功耗MCU
物联网节点里的最后一个关键模组是MCU。MCU作为控制整个物联网节点的核心模组，其功耗也往往不可忽视。如何减小MCU的功耗MCU功耗一般分为静态漏电和动态功耗两部分。在静态漏电部分，为了减小漏电，可以做的是减小电源电压，以及使用低漏电的标准单元设计。在动态功耗部分，我们可以减小电源电压或者降低时钟频率来降低功耗。由此可见，降低电源电压可以同时降低静态漏电和动态功耗，因此能将电源电压降低的亚阈值电路设计就成了超低功耗MCU设计的必由之路。举例来说，将电源电压由12V降低到05V可以将动态功耗降低接近6倍，而静态漏电更是指数级下降。当然，亚阈值电路设计会涉及一些设计流程方面的挑战，例如如何确定亚阈值门电路的延迟，建立/保持时间等都需要仔细仿真和优化。在学术界，弗吉尼亚大学的研究组发布了动态功耗低至500nW的传感器SoC，其中除了MCU之外还包括了计算加速器和无线基带。在已经商业化的技术方面，初创公司Ambiq的Apollo系列MCU可以实现35uA/MHz的超低功耗，其设计使用了Ambiq拥有多年积累的SPOT亚阈值设计技术。在未来，我们可望可以看到功耗低至nW数量级的MCU，从而为使用能量获取技术的物联网节点铺平道路。
结语
随着物联网的发展，目前第一代广域物联网已经快速铺开走进了千家万户。然而，广域物联网节点由于必须满足覆盖需求，因此射频功耗很难做小，从而限制了应用场景(例如人体内传感器等无法使用大容量电池的场景)。局域物联网将会成为物联网发展的下一步，本文介绍的能量获取技术配合超低功耗无线通信、MCU和传感器可望让物联网节点突破传统的限制，在尺寸和电池寿命方面都得到革命性的突破，从而为物联网进入可植入式传感器等新应用铺平道路。
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您好，esp32的wifi模块叫做ESP32-WROOM-32，它是一款低功耗的Wi-Fi和蓝牙模块，可以支持IEEE 80211 b / g / n / e / i，支持IEEE 802154，支持BLE 42，支持双模蓝牙，支持低功耗模式。它采用的是32位的Xtensa® Dual-Core LX6处理器，拥有双核心，每个核心可以运行160MHz，最高可以达到240MHz。它拥有520KB的SRAM，支持多种外设，如ADC，DAC，I2C，I2S，SPI，UART，CAN，IR，PWM，GPIO等，支持多种编程语言，如C，C ++，Python，Java，Lua等。它拥有4MB的Flash存储，可以支持多种应用，如智能家居，智能安防，智能安全，智能家电，智能照明，智能健康，智能运动，智能游戏，智能家庭，智能环境等。
物联网硬体平台是由什么部分组成
物联网硬体包括四大模组构成：M2M；两化融合；感测网和RFID，
所需硬体可以从这四个环节分析，比较常见的如感测器、RFID、嵌入式装置以及通讯装置等。
M2M是将资料从一台终端传送到另一台终端，也就是就是机器与机器（Machine to Machine）的对话
两化融合是资讯化和工业化的高层次的深度结合， 是指以资讯化带动工业化、以工业化促进资讯化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是资讯化支撑，追求可持续发展模式
感测网的定义为随机分布的整合有感测器、资料处理单元和通讯单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网路
射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通讯技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关资料，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触
Java平台是由哪些部分组成的？A
电脑硬体是由哪五部分组成的电脑硬体可以分为控制器、运算器、储存器、输入装置、输出装置五个部分。
从外观上看主要有主机箱、键盘和显示器。一般地又把运算器和控制器合称为中央处理器。判断一台计算机的效能主要看两个指标，第一是CPU的型号与主频，第二是汇流排型别。
硬体由哪些部分组成？1、主机：主机从外观看是一个整体，但开启机箱后，会发现它的内部由多种独立的部件组合而成。
下面介绍一下电脑主机的各个部件：
（1）电源：电源是电脑中不可缺少的供电装置，它的作用是将220V交流转换为电脑中使用的5V，12V，33V直流电，其效能的好坏，直接影响到其他装置工作的稳定性，进而会影响整机的稳定性。
（2） 主机板：主机板是电脑中各个部件工作的一个平台，它把电脑的各个部件紧密连线在一起，各个部件通过主机板进行资料传输。也就是说，电脑中重要的“交通枢纽”都在主机板上，它工作的稳定性影响着整机工作的稳定性。
（3） CPU:CPU(Central Precessing Unit)即中央处理器，其功能是执行算，逻辑运算，资料处理，传四舍五入 ，输入/输出的控制电脑自动，协调地完成各种操作。作为整个系统的核心，CPU 也是整个系统最高的执行单元，因此CPU已成为决定电脑效能的核心部件，很多使用者都以它为标准来判断电脑的档次。
（4） 记忆体：记忆体又叫内部储存器（RAM），属于电子式储存装置，它由电路板和晶片组成，特点是体积小，速度快，有电可存，无电清空，即电脑在开机状态时记忆体中可储存资料，关机后将自动清空其中的所有资料。
（5） 硬碟：硬碟属于外部储存器，由金属磁片制成，而磁片有记功能，所以储到磁片上的资料，不论在开机，还是并机，都不会丢失。
（6） 音效卡：音效卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬体装置，其作用是当发出播放命令后，音效卡将电脑中的声音数字讯号转换成模拟讯号送到音箱上发出声音。
（7）显示卡：显示卡在工作时与显示器配合输出图形，文字，其作用是负责将CPU送来的数字讯号转换成显示器识别的模拟讯号，传送到显示器上显示出来。
（8） 调变解调器：调变解调器是通过电话线上网时必不可少的装置之一。它的作用是将电脑上处理的数字讯号转换成电话线传输的模拟讯号。
（9） 网络卡：网络卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁，它是用来建立局网的重要装置之一。
（10） 软碟机：软碟机用来读取软盘中的资料。软盘为可读写外部储存装置。
（11） 光碟机：光碟机是用来读取光碟中的装置。光碟为只读外部储存装置，其容量为650MB左右。
2、显示器：显示器有大有小，有薄有厚，品种多样，其作用是把电脑处理完的结果显示出来。它是一个输出装置，是电脑必不可缺少的部件之一。
3、键盘：键盘是主要的输入装置，用于把文字，数字等输到电脑上。
4、滑鼠：当人们移到滑鼠时，电脑萤幕上就会有一个箭头指标跟着移动，并可以很准确切指到想指的们位置，快速地在萤幕上定位，它是人们使用电脑不可缺少的部件之一。
5、音箱：通过它可以把电脑中的声音播放出来。
6印表机：通过它可以把电脑中的档案列印到纸上，它是重要的输出装置之一。
7、摄像头、扫描器、数码像机等装置。
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世界网际网路是由哪些部分组成的满意答案 (橘) 4级2008-02-01网际网路是一个由各种不同型别和规模的、独立执行和管理的计算机网路组成的世界范围的巨大计算机网路——全球性计算机网路，它的英文名字叫Inter。组成网际网路的计算机网路包括小规模的区域网（LAN）、城市规模的区域网（MAN）以及大规模的广域网（WAN）等等。这些网路通过普通电话线、高速率专用线路、卫星、微波和光缆等线路把不同国家的大学、公司、科研部门以及军事和 等组织的网路连线起来。
电脑硬体 由哪些部分组成？
桌上型电脑：CPU处理器、记忆体、硬碟、主机板、显示卡（有整合和独立之分）、音效卡（有整合和独立之分）、网络卡（有整合和独立之分）、光碟机、电源、机箱（这就是个壳子）、显示器（属外设），键盘滑鼠音响摄像头耳麦（这些均属于耗材类）。
笔记本：CPU处理器、记忆体、硬碟、主机板、显示卡（有整合和独立之分）、音效卡（整合）、网络卡（整合）、光碟机、无线网路模组、内建音响、显示屏、蓝芽模组（有些有 有些没有）、内建摄像头（一般都有）、电池（3芯 6芯 9芯之分）、电源介面卡。
说说计算机是由哪两部分组成的？其中硬体部分由哪些组成？计算机硬体从外观上看主要有主机箱、键盘和显示器；从逻辑功能上看，可以分为控制器、运算器、储存器、输入装置、输出装置五个部分，一般地又把运算器和控制器合称为中央处理器。判断一台计算机的效能主要看两个指标，第一是CPU的型号与主频，第二是汇流排型别。
开启计算机主机箱，里面有一块印刷电路板，这就是计算机的主机板(简称主机板)，一般地，计算机的重要控制元件都做在计算机的主机板上。主机板的型别和品种很多，从型别上来说，它们都是以CPU来分类的，CPU晶片在主机板上是可以插拔的。主机板上还许多部件，如ROM、RAM、汇流排槽、插座、电池等。
(1)CPU
CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的英文缩写，它是计算机的运算控制中心，是计算机中整合度最高、最贵重的一块晶片。它是由几千~几千万个电晶体组成的超大规模的积体电路晶片。计算机所有资料的加工处理都是在CPU中完成的。CPU还负责发出控制讯号，使计算机的各个部件协调一致地工作。
(2)储存器
①内部储存器
内部储存器简称为记忆体，计算机要执行的程式、要处理的资讯和资料，都必须先存入记忆体，才能由CPU取出进行处理。
记忆体一般可以分为随机读写储存器(RAM)和只读储存器(ROM)两种。
ROM中储存的资料只能读出，而用一般的方法不能写入。它的最大优点是它储存的资料在断电后不会丢失，因此用来储存计算机经常使用且固定不变的程式和资料。ROM中储存的最重要的程式是基本输入输出系统BIOS，这是一个对输入输出装置进行管理的程式。
RAM中储存的资料可以随时取出来(称为读出)，也可以随时存入新资料(称为写入)或对原来的资料进行修改。RAM的缺点是断电以后所储存的所有资料都将丢失。
充当记忆体的积体电路晶片是做在一小条印刷电路板上的，称为记忆体条。记忆体条可以很方便地插在主机板上，其容量有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等。在选择记忆体条时，要考虑容量稍大一些的，但不要插满槽口，为今后的升级及记忆体的扩充留有余地。
②外部储存器
记忆体的容量有限，且价格较贵，关机以后记忆体中所储存的资料就消失了，因此计算机还必须有外部储存器(简称外存)来储存资料。外存的特点是储存容量大、价格较低，所储存的资料在计算机关机后也不会丢失。外存有软盘、硬碟、光碟等。
(3)输入/输出装置
输入装置就是把资料送入计算机的装置，它接受使用者的程式和资料，并转换成二进位制程式码送入计算机的记忆体中储存起来，供计算机执行时使用。输出装置就是把经过计算机处理的资料，以人们能够识别的形式输出的装置。输入/输出装置就如同人有了眼睛可以看、耳朵可以听、嘴巴可以讲、手可以写字一样，输入／输出装置是计算机与外界沟通的桥梁。
输入装置有键盘、滑鼠器、扫描器、手写笔等。键盘主要用来输入各种文字、资料和命令。滑鼠器主要用于绘图以及快速地移动游标进行选择或输入。扫描器用来将图形或影象资料输入到计算机中。
输出装置有显示器、印表机、绘图仪、音箱等。显示器，能显示计算机输出的文字、图形或影象；印表机能把计算机输出的文字、图形、影象等列印到纸上，印表机的种类很多，有针式印表机、喷墨印表机、热敏印表机、镭射印表机等；音箱能输出经过计算机处理的声音资讯。
一台计算机的硬体系统是由哪5部分组成构成计算机的硬体系统通常有“五大件”组成：输入装置、输出装置、储存器、运算器和控制器。
雄蕊是由哪两部分组成的？雌蕊是由哪三部分组成的？雄蕊是由花丝和花药两部分组成。雌蕊是由柱头、花柱、子房三部分组成。
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）作为一种新型的物联网通信标准，在窄带宽、低功耗、广覆盖物联网领域具有诸多优势。本文概述了NB-IoT的主要优势及其技术。
NB-IoT通信模组耗电极低。这得益于其惰性通信机制，大部分时间下，设备处于休眠状态（99%的时间）。主要在于其采用了 PSM 和 eDRX（拓展非连续接收）技术。
一块NB-IoT通信设备的成本大约在1~5美元左右，从而满足物联网的应用场景。
NB-IoT覆盖面积为2G、4G网的的3倍。通信上常用最大耦合损耗（MCL）来衡量通信设备信号覆盖覆盖能力。MCL与基站信号功率 P B 、接入终端信号功率 P M 有关，定义式如下:
信号强度（信噪比）随距基站距离降低，其降低值用耦合损耗表征。而最大耦合损耗可以理解为满足通信需求的最弱信号值，即最大的信号衰减值，以此来间接表征满足通信的最远距离。
如下图所示，NB-IoT MCL比2G GPRS大了20dB，覆盖范围大了三倍。
NB-IoT一个小区（约200KHz带宽）可接入50000个终端。远远多于LTE的1000个设备。
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操作与监控管理平台，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 操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。
SimpleLink模块是一种可以让您快速构建物联网应用的模块。它可以帮助您快速构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。SimpleLink模块可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。它还可以帮助您构建和部署物联网应用，以及收集和分析数据。
要构建SimpleLink模块，您需要准备一些基本的硬件和软件资源，包括：
1 一台支持SimpleLink模块的计算机；
2 一个SimpleLink模块；
3 一个SimpleLink开发板；
4 一个SimpleLink开发环境；
5 一个SimpleLink应用程序；
6 一个SimpleLink应用程序框架；
7 一个SimpleLink
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