物联网工程-基于NB-IOT的智能路灯管理系统

132971绪论 173251.1研究背景和意义 177021.1.1基于NB-IoT的智能路灯管理系统的背景分析 163061.1.2本课题的研究意义 1224731.2国内外发展情况 2191721.2.1国内发展形势 2268961.2.2国外发展形势 2195871.3课题研究方法和内容 3150981.3.1研究方法 3279201.3.2研究内容 3180592系统分析 4292712.1问题描述 4286492.2系统需求和功能分析 4141512.2.1系统需求分析 461762.2.2系统角色分析 4110482.2.3系统环境配置需求 55162.3系统性能及安全性分析 5316232.3.1系统性能分析 5191742.3.2系统安全性分析 6180482.4系统可行性分析 6323202.4.1经济可行性 6246482.4.2技术可行性 6172882.4.3社会可行性 7200123系统硬件设计与实现 8245173.1系统总体设计 8272293.2硬件选型及实现 9206353.2.1系统架构 9325763.2.2STM32主控模块 9135433.2.3光敏传感器模块 11240923.2.4PM2.5空气传感器模块 1259343.2.5NB-IoT模块 13215953.2.6硬件实现效果 1541854系统软件实现 16152944.1开发工具简介 16116824.1.1KeiluVision5 1613244.1.2云平台简介 1668134.1.3MySQL 16233054.2硬件模块控制代码实现 19227164.2.1STM32主控模块 1979894.2.2PM2.5模块 21224634.2.3光敏模块 23271804.2.4NB模块通讯控制 2479284.3云平台项目实现 2671195系统测试 28300195.1硬件测试 28214825.2软件测试 2997605.3测试过程中遇到的问题及其解决方式 2959996结论 3113404参考文献： 3220730致谢 33PAGE33绪论研究背景和意义基于NB-IoT的智能路灯管理系统的背景分析近年来中国国力不断增强，资源方面非常欠缺，其中电力能源尤为紧张。环保节能成为当今社会的主题。路灯是城市中处处可见的基础设施，也是一个城市现代化的标志。路灯最原始的控制方式是人工控制，由管理人员手动控制来实现，这种方式不仅浪费人力,耗时较多，而且效率低下。其次是时控控制方式，由路灯的配电柜内的时控装置控制，也就是通过设置配电箱里的定时器，来实现路灯的定时打开或关闭，是目前城市应用最多的控制方式。但是时控控制照明方式单一且耗能较大，还常常因为不同原因而没有及时启动，例如：特殊天气等。因此，为了提高城市道路照明系统的效率和可扩展性，丰富其照明方式，现提出了一种基于NB-IoT的智能路灯管理系统，目的是将城市道路照明与空气质量检测相结合，将嵌入式技术与无线通信相结合，同时融入到新的城市物联网（IoT）系统，从而实现对城市路灯的控制精准化、监控智能化、故障检修便捷化。利用传感器技术来完善城市道路智能照明，实现智能化，数字化的同时，具备监测周围环境并实时检测PM2.5浓度功能。本课题的研究意义研发环境监控路灯管理系统,人们可以科学地检测室外环境质量,同时减少人力管理灯的成本,节约能源。具体为：可以减少路灯的能耗，缓解国家用电压力，响应环保节能口号的号召，有效提高节能率。可精准快速找到故障的路灯，减少人力排查的时间成本。可延长路灯的寿命，降低维护和保养的成本。可以时刻检测室外PM2.5浓度情况，密切关注大气污染的时代话题。有助于智慧城市建设的全面推广。国内外发展情况国内发展形势近年来，我国在智能路灯驱动控制的研究上发展迅速，不断突破。虽然我国不断改造和提升城市道路公共照明系统，但受限于没有智能路灯控制的标准，各个城市的技术水平参差不齐，导致系统没有得到很好的推广与应用，运营方面也有一定的难度。现如今，大多数城市在路灯的工作状态控制方面，主要采用有线和无线这两种控制方式。对路灯的控制仪进行编译，被编译后的路灯能够按照日照规律来运行。但是万一遇到恶劣的天气状况，就会导致路灯受损而无法及时正常启动，对人民大众的出行造成不便，对城市交通的正常运行造成影响。因此，国内对智能路灯控制系统进行进一步改造，使得系统的运行方式更加灵活，路灯的管理水平和路灯的使用效率得到提高，能够适应多种环境，即使是恶劣天气也能实现正常运行。另外，在路灯外部添加传感器也是提升系统性能的一种方式，不仅丰富了系统的功能，在控制方式上也有更多选择，更好地适应复杂的环境，同时满足节能的需求。目前市面上，关于路灯节能控制驱动的产品种类繁多，这些产品一定程度上能实现路灯的驱动控制，但是在用电高峰期，无法进行自动调节，在高压的冲击下容易损毁。一些采用相控技术的路灯管理系统，它们的谐波容易被干扰从而导致照明质量不佳。针对这些情况，实现路灯的智能控制是不二之选。为了进一步完善路灯的控制系统，还需要继续从如何提升驱动器的实用性和稳定性，如何提高路灯的使用寿命等方面考虑。国外发展形势国外的路灯管理系统正以绿色环保作为发展和研究的方向，提出的著名的尤里卡计划项目成功研究出电子镇流器这一元器件，电子镇流器的研究和开发，使得路灯能检测到不同的工作状态从而能够满足不同的需求。当今社会，节能环保的主题与科技发展紧密相连，密不可分。路灯控制技术未来也会是沿着更节能、更环保、大功率、智能化的方向而研究开发和演变。节能减排已成为时代话题，科技不断进步，伴随着科技发展的矿物能源等资源却渐渐消耗殆尽，所以充分考虑城市路灯照明和节能效果显得尤为重要，让路灯实现智能化不失为一种有效的办法。课题研究方法和内容研究方法在论文的撰写前期，参考了多篇优秀论文，得出论文的基本框架。根据课题研究的需求来查阅资料，这样才能使我们更加客观全面地了解自己的课题，更加明确课题的方向，即便是研究过程中出现问题，也能从容面对，找到更加有效的解决方法。研究过程中还采用实验的方法，通过对可能存在的问题进行研究和分析，然后得出的结论和经验，从而形成某种假设，根据形成的假设制定出一个可控制的实验方法，通过多次的科学实验验证，观查被测量值在受到外界影响下的变化，推算出变化规律，最后统计得出结论，假设得到验证。研究内容本论文从以下方面进行阐述：第一部分，主要介绍研究背景和意义，针对国内和国外智能路灯的发展情况，发现国内传统路灯存在的不足，提出我国在智能路灯的研发和发展中所出现的问题，更明确需要研究的内容。第二部分，从系统的软件和硬件进行多方面分析，明确课题的可行性以及需求，尽可能发现问题。第三部分，提出课题的总体设计，对课题研究中需要用到的硬件和软件进行逐一的介绍。然后叙述设计思路和过程，简述系统实现过程中遇到的问题以及解决方法。研究系统完成后应该如何进一步完善。系统分析问题描述本课题从当今社会追逐智能化方向的市场需求得到灵感，设计一个基于NB-IoT的智能路灯管理系统，管理员可以通过系统来实时监控城市中所有路灯的运行状态，从而实现路灯的全网监控。路灯根据光照强度去控制开关从而实现自主亮灭，同时，可以采集到当前光强数据以及PM2.5的数值，然后将检测到的数据通过NB-IoT模块上传到服务器，并在MySQL中显示出来。系统需求和功能分析系统需求分析经调查得知，传统的路灯管理系统存在一些不足，而智能路灯管理系统针对实际存在的问题进行了优化，具体如下：人力成本。智能路灯的自主亮灭，很好地解决传统路灯要靠人工手动控 制开关的不足，从而大大减少了控制路灯开关所需的人力成本。能耗。考虑到夏令时和冬令时昼夜长短的变化，智能路灯根据外界光照 强度调整自己的亮度，取代了时控控制路灯，能够在天色变暗时及时亮起，能最 大程度地减少路灯所产生的能耗，从而达到减少成本的目的。故障排查。城市中路灯数量庞大且遍布各地，如何在路灯出现故障时， 及时发现并排除是值得探讨的问题。如果在智能路灯管理系统中，能够提前给每 个路灯编好号，管理人员只需通过监测服务器中显示的数据是否异常，便能判断 出路灯是否发生故障，并且能快速定位该路灯，从而有助于管理员快速地排除故 障。系统角色分析根据需求分析提出的研究方向，系统的角色分配如图2-1所示。管理人员在电脑中查看传感器节点检测回来的光强和PM2.5数据，并对数据进行判断。通过阿里云平台，对路灯进行手动控制。图2-1系统角色图系统环境配置需求表2-1系统环境配置表操作系统Windows10开发工具KeiluVison5串口工具COMNET和CH340消息通信协议NB-IoT系统性能及安全性分析系统性能分析性能方面的需求，主要为：系统响应时间：光照及PM2.5数据每3秒采集一次；系统的可靠性：能够实时地把采集到的数据上传到主机，可以通过辅助软件Navicat查看。系统安全性分析系统安全性需求，主要有：数据保密性。路灯采集到的所有数据都会存储在云服务器中。网络安全性。系统可行性分析根据系统的需求分析得知，系统的可行性可以从三方面考虑，其中包括经济层面、技术层面和社会层面。经济可行性智能路灯管理系统的设计开发中，我们只需采购需要用到的传感器、STM32开发板等硬件模块，以及租用阿里云平台的服务器的费用。而这些硬件模块单价较低，符合大批量生产的要求。系统被应用到实际当中后，各个器件受不同因素影响需要更换时，例如老化、损坏等，不需要花太多的资源去排查，只需在系统中确认受损路灯的位置。而且更换新的器件成本不高。因此，从经济角度分析，智能路灯管理系统是可行的。技术可行性关于技术可行性的分析，可以从以下几方面来着手考虑：在给定的时间内，系统要实现基本功能。即使在项目开发过程中遇到技术问题，也要确保项目进度不受影响，按时完成，否者会导致项目搁浅。系统的兼容性问题。本课题应该尽可能采用兼容性更好的软件进行编译，若出现不兼容的情况，则容易导致采集到的数据显示为乱码。软件质量问题。采集数据时对实时性要求很高，若软件运行慢，容易导致部分数据丢失。社会可行性路灯是城市重要的基础设施，对其实现智能化具备必要性。能够保证人们夜间出行的生命财产安全.马路上整齐排列的路灯设施，起到了美化城市的作用。综上所述，智能路灯系统部署及运维成本低，对环境配置要求不高，软件具备可靠性等多方面考虑都是可行的。

系统硬件设计与实现系统总体设计智能路灯系统的总体设计主要分为软硬件设计和软件设计两个部分。硬件主要由STM32开发板、光敏传感器、PM2.5空气传感器和串口组成。软件则分为IOT云平台，Mysql和数据的采集、发送和接收。图3-1系统硬件组成框图图3-1为系统硬件组成框图。其中光敏传感器负责检测光照强度的数据，根据光照强度来实现路灯自主亮灭；PM2.5空气传感器则负责检测路灯周围空气质量，NB-IoT模块负责将所采集的数据进行上传，上传到IOT云平台上。各传感器与STM32开发板通过GPIO口通信，STM32和主机之间通过串口通信。硬件选型及实现系统架构基于NB-IoT的智能路灯管理系统硬件部分主要以STM32开发板作为核心，光敏传感器模块与PM2.5空气传感器模块通过串口与STM32核心板连接。传感器节点采集到的数据由核心板处理，然后把处理好的数据通过串口发送给NB-IoT模块。如图3-2所示。图3-2系统架构图本课题所用到的器件选型为：（1）STM32核心板：STM32F103（2）光敏传感器模块：GY-30（3）PM2.5传感器模块：GP2Y1014AUSTM32主控模块STM32系列单片机芯片，具备高性能、低功耗、低成本的特点，采用ARMCortex-M3内核，由意法半导体公司专门为嵌入式应用设计，频率的峰值为72MHz。相比于51单片机，STM32的功能更加强大，基本不使用汇编语言，程序编写方面更加方便，运行速度更加快，在寄存器和外设功能上也有更多的选择。本课题使用到的具体型号为STM32F103C8T6，是一款32位的微控制器。图3-3STM32实物图如图3-4所示，本课题用到的STM32芯片共有48个引脚，本课题用到其自带的通用I/O与各传感器进行数据的通信，可以连接LED灯模拟路灯。USB接口可以连接电脑作为供电。开发板自带SIM卡槽，可选用移动的NB-IoT物联卡来完成网络连接。图3-4STM32主控芯片接线图光敏传感器模块相比于其他传感器，光敏传感器最为常见、每年的产量也占据多数、被人们所广泛应用。光敏传感器种类繁多，光电管、光电倍增管、光敏电阻等均包含在内。光敏电阻是最简单的光敏传感器，智能路灯管理系统用到的光敏传感器为GY-30，是一种光敏电阻。其工作原理是利用光敏元件将光信号转换为电信号。图3-5光敏传感器模块实物图本课题用到的光敏传感器模块的具体型号为GY-30，该传感器所采用的芯片为BH1750FVI，其内置模数转换器AD，实验时可以省略复杂的计算，节省实验的时间，直接进行数字输出，由图3-5可见光敏模块有5个引脚。表3-1光敏传感器引脚名称表pin引脚名称描叙1VCC3-5v供给电压2SCLIIC总线时钟线3SDAIIC总线数据线4ADDRIIC地址引脚5GND接电源地线该传感器具有以下特点：采用IIC总线接口；光谱范围大；具有接近视觉灵敏度的分光特性；处于低电流时仍可关机；对光源的依赖性不大；对红外线的影响很；不需要其他外部零件。GY-30是通过多向控制总线IIC通讯的，先把VCC和GND接好，IIC总线时钟线SCL和数据线SDA都连接到STM32的IIC的通讯线路上，地址引脚ADDR可以直接接地，其作用是确定IIC的设备地址。图3-6光敏传感器接线图PM2.5空气传感器模块智能路灯管理系统中的PM2.5空气传感器模块采用GP2Y1014AU粉尘传感器，是一款利用光学对空气中的灰尘进行检测的传感器模块，由夏普公司所开发研制。传感器上放置着红外发光二极管和光电晶体管两个器件，红外发光二极管和光电晶体管的光轴相交。红外发光二极管，顾名思义，负责往外定向发送红外光线，当空气流动经过传感器时，若有微粒通过相交区域时则会阻碍红外光线原本的轨迹，使红外光线产生漫反射。这时，光电晶体管则能探测到空气中的反射红外光，使得信号输出引脚的电压发生变化，从而输出信号，管理员可以根据输出信号去判断当前粉尘的浓度，输出信号即光强的大小。反射的光强大小和气流中的粉尘浓度成正比，也就是说空气中粉尘的浓度越大，反射的光强越强。GP2Y1014AU粉尘传感器检测的精度高，一致性强，还能进行智能校准。智能校准的功能确保了测量的准确性，解决了当传感器老化或者由于使用时间长会有灰尘等颗粒附着在传感器上，从而导致传感器测量精度下降的问题。同时，传感器能够提供多种浓度值输出接口供其他平台MCU直接读取，主要分为模拟电压输出和数字串口输出两种。其中模拟电压输出时，粉尘浓度越高，输出的模拟电压就越高。GP2Y1014AU粉尘传感器有6个串口，如图3-7所示。图3-7GP2Y1014AU实物图图3-8GP2Y1014AU引脚图PM2.5空气传感器是基于ADC采样，采用串行连接即串行采集方式。采集到的数据以模拟电压输出的方式反馈给STM32。NB-IoT模块NB-IoT是万物互联网络的一个重要分支，是物联网领域的一个新兴技术，中文名称为窄带物联网。NB-IoT构建于蜂窝网络，消耗的带宽较小，大约为180kHz。为了降低部署的成本，可直接部署于GSM网络（2G）、UMTS网络（3G）或LTE网络(4G)，还能实现平滑升级。NB-IoT可以支持低功耗的设备连接到广域网的蜂窝,这样的蜂窝网络被称作低功耗广域网(LPWAN)。它具备以下特点：覆盖范围广。NB-IoT在同样的频段下,与现有网络相比，网络增益较多，信号能够穿透墙壁和地板，从而可以覆盖更深的室内场景。电池寿命长。由于拥有PSM(节能模式)和DRX(扩展不连续接收)两大核心技术，使得NB-IoT的电池寿命大大延长，在每日传输少量数据的情况下，电池运行的时间可以达到10年以上。部署成本低。NB-IoT与LTE网络互相兼容且可以直接采用，因此可利用已有基站和现有技术来降低网络部署的成本。能把已有的硬件设备、共享频谱的重复使用，系统共存的问题也能很好地解决。其次，窄带物联网采用半双工的工作模式和单接收天线的设计，其对内存的需求较低（500kByte），因此设备所需成本低廉。支撑多设备连接。条件允许的情况下，一个扇区可支持5万台设备连接。功耗低。NB-IoT半双工的工作模式，运行时只需要改变发送和接收模式，而实现这个目的只需用到一个切换器。相比于全双工工作模式需要用到的器件，NB-IoT能很好地降低电池的能耗。图3-9NB模块实物图NB模块有配套的SMA，使用时只需要把它装到天线接口上，安装时需要确保SMA是否牢固，若没有旋紧会影响接收和发送信号的质量。安装SIM卡时，要切断电源，否则卡容易被烧毁。先把SIM卡放入到卡套当中，插入卡套时注意金属接触面要朝向外面。NB模块的RX、TX与STM32的RX、TX交叉相连。图3-10NB模块引脚图硬件实现效果经过努力，硬件实现效果如下图所示：图3-11硬件成品图系统软件实现开发工具简介KeiluVision5系统开发时用到的开发工具为KeiluVision5，Keil5是一款能兼容单片机C语言软件系统，由美国KeilSoftware公司发布。C语言在功能、可读性等各方面都比汇编语言有优势，Keil通过一个集成开发环境（uVision），将C编译器、链接器、仿真调试器等组合在一起。相比上一代，KeiluVision5集成了许多开发环境和库文件，在新建工程时可以直接选择调用，免去了新建文件夹、拷贝库文件等操作。云平台简介随着云计算的不断发展，云平台的模式被各类型的大型企业广泛应用。云平台与客户的关系是服务提供和服务调用。提供商的数据中心提供计算、网络传输或存储等服务，客户可通过网络连接来使用云平台所提供的服务。基本架构如图4-1所示。图4-SEQ图4-\*ARABIC1云平台基本架构图MySQLMySQL是甲骨文公司(Oracle)旗下的关系型数据库管理系统。由于其高性能、低成本、可靠性好且开源的优点，被广泛应用在因特网中。选择MySQL的原因有以下几点：MySQL是开源的，不需要支付额外的费用；可以支持多种语言。其中编程语言包括Python、JAVA、PHP、R、Ruby等；使用标准的SQL数据语言格式；即便是拥有上万条记录的大型数据库，也能被MySQL所处理。要对MySQL进行搭建，首先以管理员身份打开命令提示符，输入命令进行MySQL的安装与初始化。启动后登录并输入密码。创建表后分别输入showdatabase和showtable进行查看数据库和数据表。完成Windows系统对MySQL的搭建。搭建流程如图4-2所示。图4-2mysql搭建流程图为了方便查看，我们用到Navicat辅助工具来显示我们采集到的数据。图4-3Navicat中查找表硬件模块控制代码实现STM32主控模块智能路灯管理系统以STM32开发板为核心，STM32核心板负责提供串口给光敏传感器模块、PM2.5空气模块和NB模块进行连接，采集到的数据经STM32核心板处理后再上传到服务器。首先，要对延时函数进行初始化，调用串口、NB模块、光敏传感器模块、PM2.5空气模块、pwm灯等已经编写好的代码。然后，清空缓存区clear_nb_msg();以获得新的光强和PM2.5的数据。接着编写自动控制灯的代码，这里需要用到检测到的光强数据，对比判断当前光强的等级。设定初值，当光强等于初值则关闭路灯，若光强数据低于设定值，则按照等级自动调光，设定初值为100。最后由于要用到NB通讯模块，还需要判断是否接收到NB模块的消息。STM32配置流程如图4-4所示。图4-4STM32配置流程图PM2.5模块要实现对空气中PM2.5数值的采集，编写代码时首先要打开模-数转换器ADC的IO端口时钟，然后配置数模转换器的IO引脚模式，要注意的是输入的模式必须为模拟输入，接着对IO进行初始化。其次，要配置ADC的模式。一开始要打开ADC的时钟。ADC_APBxClock_FUN(ADC_CLK,ENABLE);它属于独立模式，因为只使用了一个ADC。接着需要配置模数转换器的转换模式，开启软件即可实现转换，不需要用到外部触发，这里我们只需用到一个转换通道。然后初始化ADC，配置ADC的时钟为PCLK2的6分频，然后便可以开启ADC，并开始转换和校准。接着设置指定ADC的规则组通道，设置采样所需的时间，使能指定ADC1的软件转换，用来启动模块功能，等待转换结束，然后设置结束后返回到ADC1规则组上一次转换结果。采集数据时，要打开红外二极管，然后采样读取AD的值，最后关闭红外二极管。数据经过编写好的转换公式进行转换。注意每一步后面都要延时一段时间，使得最后周期为10ms采集一次数据。光敏模块系统光敏模块采用的是GY-30传感器，用到的芯片为BH1750。该模块的代码控制思路如下：首先，要配置串口USART1GPIO以及工作模式，输入输出模式和波特率等，配置好的参数写入到寄存器中。将输出的内容发往串口时，靠不停地检查标志位TC来判断串口是否完成发送，检测到完成的标志后，才能进行下一步操作，目的是避免出错。同时还要编写开始信号、停止信号、发送应答信号、接收应答信号等部分的代码。接收应答信号一定要设成输入上拉，否则不能读出数据。读取数据时，配置系统时钟为72M，对串口进行配置以及初始化BH1750。连续读出数据，并存储在BUF中，合成系统需要的光强数据，然后输出。NB模块通讯控制NB作为通讯模块，将各传感器采集回来的数据，经过STM32处理后上传到服务器。NB模组通过串口通讯，使用之前我们要对NB硬件进行复位，配置USART为中断源，初始化配置NVIC，优先级的设置。然后我们就可以对NB_UART进行配置。第一步，初始化GPIO，打开串口GPIO的时钟后分别配置USART的Tx/Rx的GPIO模式；第二步，配置串口的初始化结构体，首先打开串口外设的时钟，然后配置串口的工作参数，其中波特率设置为9600，数据字长设置为8bit，设置停止位和校验位、设置工作模式时接收和发送一起设置，到这里串口的初始化配置就基本完成。还要配置串口的中断优先级，使能串口接收中断；如图4-5所示。图4-5NB_UART的配置流程配置好之后连接服务器，发送消息及指令，读取接收的数据，接收了大于18个字符才判断接收完成。随即发送指令并判断接收的数据是否正确，查找是否接收到返回的字符串，并且还要判断有没有超时或者没收到。接收到的数据发去串口1，存储到NB接收缓存数组。一步步找到最后的数据后清空NB缓存数组。云平台项目实现在阿里云平台上注册一台设备，创建一个新的服务器；将创建的STM32工程部署到阿里云服务器，主要步骤如图4-5所示，其中设备的三元组为ProductKey、DeviceNAME和DeviceSecret。修改代码后要重新进行编译，烧录和重置设备，期间可以打开串口查看设备的运行状态。图4-6设备部署流程图登陆阿里云账号，在平台控制台中找到上传好的项目，便可以实现手动控制路灯的亮灭。阿里云控制台的界面如图4-7所示。图4-7控制台界面

系统测试硬件测试硬件测试过程分为以下几个步骤：硬件底层驱动编写测试，确保硬件能正常使用；为搭建系统流程做准备，串口初始化；利用遮挡物遮挡光线，测试光敏传感器的灵敏度，观察传感器节点采集回来的数据是否发生变化，数据发生变化，且满足在被遮挡的情况下，光强的数据比没有被遮挡时要小，则测试说明光敏传感器能正常使用。利用火柴和蜡烛的燃烧等营造一个空气质量不佳的环境，靠此来测试PM2.5空气传感器的灵敏度，对比正常情况下的数据，数据发生变化时说明PM2.5空气传感器能够正常使用。搭建系统系统逻辑应用，将所有功能整合在同一工程进行测试，确保数据仍能正确显示；通过NB卡与主机进行连接，检验NB卡的信号是否正常。检测云平台上是否显示与底层连接成功。（当串口助手接收信息为OK和底层硬件主灯亮时为成功）图5-1路灯在不同光照强度下的亮度对比软件测试软件测试过程可分为以下几个步骤：建立STM32工程，初始化各个模块，使得各节点模块能够单独运行；各节点采集到的数据通过NB-IoT模块发送到主机，在辅助软件Navicat中显示出来。如图5-2所示。图5-2效果显示图在阿里云平台中也能查看灯的亮度，调光等级，传感器节点采集回来的数据以及路灯的亮灭情况。如图5-3所示。图5-3云平台数据显示界面测试过程中遇到的问题及其解决方式在系统调试的过程中也遇到了一些问题及解决方式，具体如下：开发软件无法正常使用，排查后发现依赖包没有下载齐全，重新下载后软件能够正常进行编译；测试时，接收不到传感器节点采集回来的数据或者所采集的数据为乱码，经过查阅资料后得知串口配置时，没有初始化串口，以及串口波特率设置不正确。修改后数据能正确显示；连接云服务器时，因为信号差的问题会导致连接不上，重新连接几次即可。

结论在建设智慧城市背景下，让路灯实现智能化是社会发展所需，根据前期总结的需求分析、可行性分析的结果以及结合自身所学知识，提出了基于NB-IoT的智能路灯管理系统这一设计选题。论文中分别对每个模块进行了简单的介绍和说明，描述了系统设计过程中，硬件环境的搭建和软件的实现。本设计的优点是打破传统路灯的局限性，让路灯与各种传感器相结合，无论是设计中用到的光敏传感器和PM2.5空气传感器，还是课题没有涉及到的其他传感器，如：温湿度传感器等。都能使路灯趋向于多功能化，实现环境检测，同时达到节省成本、降低能耗的目的。但是，本次设计还存在许多需要改良的地方，例如对管理员的身份进行验证，可用Python设计一个登录注册的客户端，注册的用户信息存储到MySQL中，验证成功方可查看传感器节点采集回来的数据，这样确保了信息的安全性。其次，还可以添加更多传感器模