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摘要
针对路灯系统中大规模部署NB-IoT模组成本较高的问题，文中结合ZigBee技术与NB-IoT，设计一种构成两层异构网络通信的智慧路灯管理系统。该系统使用低成本的ZigBee组网方案进行路灯群内数据通信，将数据汇总到配置有NB-IoT模组的网关，再通过MQTT连接到服务器；同时，专为路灯应用场景设计通信协议，用来与云平台进行数据交互。系统可实现平台对地区、路灯群控制和单灯控制，具有开关、调光、状态监控、传感器数据读取等功能。针对路灯业务特点，在单灯终端设计闹钟机制，解决组播数据拥塞的问题；针对NB模组网络闲置断连的问题，利用MQTT协议特点设计心跳机制，实现NB模组与MQTT服务器的网络长连。实际测试结果表明，所设计系统运行稳定且数据传输性能高；相比于现有的NBIoT路灯单灯控制系统，该系统能够大幅降低较为昂贵的NB-IoT模组使用数量，具有很好的应用前景。
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