基于NB-IoT和物联网技术的地下停车库节能照明系统

　　ESIM、USIM接口采用3 GPP规范,适用于常规的应用工具。在模块上有一个USIM接口的监控电路，只支持3.0 V的USIM卡。6个引脚的USIM卡电路设计如图6：

　　为了提高USIM卡在应用中的可靠性和可用性。 按照USIM电路设计中的标准设计。

　　(1)USIM卡槽在模块的距离尽可能近，走线长度尽可能小于200mm。

　　(2)USIM信号远离RF和VBAT电路。

　　(3)确保模块和USIM卡槽之间的地连接短而宽。地线的走线宽度不小于0.5mm，以保持相同的电势。USIM_VDD靠近USIM卡槽处需添加小于1uF去耦电容。

　　(4)避免USIM_DATA和USIM_CLK之间的串扰。保持它们彼此远离，并用包围的地面屏蔽它们。

　　(5)为了提供良好的ESD保护，建议添加一个TVS二极管阵列。将TVS管靠近USIM卡槽，保证模组的USIM接口不会被ESD损坏。在模块和USIM卡槽之间应串联22Ω电阻，以抑制EMI杂散传输并增强ESD保护。 请注意，USIM外围电路应靠近USIM卡连接器。

　　(6)将RF旁路电容(33pF)靠近USIM卡槽放置，以提高EMI抑制。

2.4 RF参考设计

　　射频电路设计参考如图7。

　　在天线焊盘两边有一些接地脚，目的是为了给射频部分提供更好的对地连接，此外，有一个与电路相配的π电容用来调节射频的性能，设计时最好靠近模块的RF_ANT引脚。在射频PCB设计时应该注意，模块射频引脚与天线射频端的特性阻抗应该设置在50欧姆。

3 基于ZigBee技术的传感控制系统设计

　　ZigBee传感控制系统中主要包含ZigBee智能调光LED T8灯和ZigBee微波感应器，结合智能网关的逻辑控制，实现地下车库节能照明系统人来车来调高亮度，人走车走调低亮度。

3.1 ZigBee智能调光LED T8灯管

　　采用ZigBee无线网络调节亮度，低能耗，安装方式和普通T8灯管完全一致。如表3。

3.2 ZigBee微波感应器

　　微波雷达感应优点：感应距离更远，角度广，无死区，能穿透玻璃和薄木板，不受环境、温度、灰尘等影响，在37度情况下，感应距离不会缩短。反映速度快。是声控、红外感应的最佳替代品。如表4：

　　两个微波感应器相隔距离需要在3米以上，不能会造成微波误报，实际设计中微波感应器每隔6-7米安装一个设备，微波探测距离计算方法如图8。

4 先进性和节能效益

4.1 节能，降低能耗浪费

　　地下停车场照明需求存在明显的“ 潮汐现象”，即高峰时段与低谷时段的差异明显，但传统的日光灯管不会因为这种差异而改变亮度，达不到按需照明的目的，这就造成了低谷时段照明的大量浪费。

　　针对于车库车辆的驶入与驶出存在“潮汐现象”，高峰期主要集中在上下班时段，一天中约有3/4的时间停车场处在休眠期，如果能有效的控制这3/4的时间段内的能耗输出，能够很大程度上降低能耗的浪费。

4.2 降低运营成本

　　迫于经济压力，地下停车场的经营企业曾经采用多种办法，例如，减少照明灯具安装数量、减少亮灯数量、人工控制亮灯时间等达到节能的目的，但这些都是以降低照明品质为代价来换取电能的节约，改造效果往往不能令人满意。由于地下停车场这种场合在地下需要长时间照明，耗能比较严重，所以照明费用较高，企业不得不承担高额的运营成本。因此实现智能化的节能是企业迫切需要的。

4.3 做到节能的同时兼顾照明体验

　　采用可以做单盏灯光亮度调节的T8 LED 智能灯管，通过系统化的设计，使得整体照明在做到节能化的同时，实现用户角度的正常光照体验。在无人无车状态下，灯光调暗，有人有车的时候，在其行进路线上，灯管逐步提前调亮。

4.4 节能效益分析

　　普通的地下车库照明都是分高峰和低谷两个时间段开启车库照明，不论有没有车辆进入，高峰时段内所有库照明始终都是成开启状态。实际应用物联网节能智能照明系统后，无人无车是灯的功率调暗至5%，有车有人是功率调亮至70%，实测中，写字楼地下停车库和住宅地下停车库24小时中，平均30%的时间比例处于有人或有车状态，平均70%的时间比例处于无人无车灯暗的状态，所以针对写字楼和住宅地下停车库的节能率高大70%。

　　参考文献：

　　[1]建筑照明设计标准.GB50034-2004中国标准书号[S].北京:中国国防部:2004.

　　[2]地下建筑照明设计标准.CECS45-92中国标准书号[S].北京:中国工程建设标准协会：1993.

　　[3]建筑设计防火规范.GB50016-2006中国标准书号[S].北京:中国建设部:2006.

　　[4]建筑物防雷设计规范.GB50057-2000中国标准书号[S].北京: 中国建设部:2000.

　　[5]民用建筑电气设计规范JGJ-16-2008中国标准书号[S].北京: 机械工业出版社:2010.

　　[6]建筑电气安装工程质量检验评定标准GYJ1253-88中国标准书号[S].北京:中国标准出版社:2002.

　　本文来源于《电子产品世界》2017年第10期第67页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。