赵敏捷 夏晨宇 王磊 陈晓军 白雨萌 赵林旋

摘 要：在信息时代下，构建系统化的机场智能网设备，能够满足整个机场运行的海量数据存储，满足各样式电子产品的对接和信息数据的共享交流，还能够为机场的正常运行提供稳定、高速率的网络接口。这一切都是基于nb-iot技术展开设计和实现的。文章就具体如何借助nb-iot技术展开系统设计和实现应用进行分析，以期为全国各地的机场智能网关系统研发提供参考和借鉴。

关键词：nb-iot技术;机场智能网关;设计;实现

nb-iot技术是窄带物联网技术的建成，其构建基于无线蜂窝网络，具有速率高、成本低、功耗低和架构优等特点，在机场的网关系统设计和建设中，nb-iot技术能够协助机场自动化管理系统模式形成相应的系统平台，同时还能够提供一些具有nb-iot网关特点的硬件和软件，共同组建成一个智慧机场网关系统。

1? ? 基于nb-iot机场智能网关的框架设计与实现

智慧机场的构建需要满足机场各种大型设备的运行，满足机场巨大人流量信息的传输和监控管理。整体上面临着信息存储量大、信息传输速率要求高等特点，因此，整个机场nb-iot网关的使用环境较为复杂，单一的处理器模式不能够满足其信息处理的总需求量。因北京首都机场动力能源有限公司智能网关框架主要是采用双处理器的模式，采用i.mx 6ultralite芯片，满足对网关中海量数据的采集、存储和运算控制等进程。这一核心处理器的驱动力主要来自于外接电源，是因为在nb-iot技术支持下，其对于能源的消耗较小，不需要设计特殊的电源。但是，为了确保整个机场智能网关的全时性，项目设计中采用了两种供电运行模式，当利用外接电源供电时，则采用stm32l152芯片，支持电池转换。

2? ? 基于nb-iot机场智能网关的软件设计与实现

框架架构设计等于是机场智能网关的主要骨骼，而要想这一智能网关发挥实际作用，则需要为其注入相适应的软件系统。在软件的整体设计中，既可以通过窄带物联网技术接入互联网，也可以通过有线网络的方式接入互联网，这确保了机场各种网关设备接入的全时性，避免了接入延迟等问题。该软件设计整体运行顺畅，数据获取操作快速。

（1）kernel软件发挥了整个软件结构的核心作用，贯穿连接所有的网关设备以及数据服务中心，形成一整个windows服务系统。kernel软件还负责网关设备的连接、管理和数据收集等，其他的管理软件是通过kernel软件实现信息传输和接收的。kernel软件可谓是整个软件系统的“灵魂”。

（2）鉴于nb-iot技术的数据传输特点，所有的无线网关设备在接入到kernel软件之前，需要对各种信息数据进行转换，将形式各异的网关设备信息通过“协议转换组件”转变成为windows服务软件，于运行后台。

（3）“客户端配置管理软件”发挥着监控组态程序的作用。对所有网关设备的运行以及设备的功能运作情况、采集点以及仪表等设备实现监督，并且根据监督得到的数据完成科学、合理的配置。

（4）“web平台服务管理软件”是展示平台。该软件将网关采集到的数据进行梳理和分享，按照一定的方式展现在平台上。软件还具有查询、统计、报警等功能，平台软件在主流浏览器（360，firefox，google等）的支持下完成数据的展示和浏览功能。

（5）平台服务软件则是设置数据上传周期的软件。数据信息具有实效性特点，平台服务软件设置数据上传的周期，确保所有數据都能够在第一时间上传给kernel软件，流入到需要应用数据的地方。

3? ? 基于nb-iot机场智能网关的电源设计与实现

在nb-iot的机场智能网关框架构建以及软件结构设计中，可以发现网关项目能够满足整个机场的所有信息数据传输和应用目的。最重要的还有电源的设计和实现，确保智能网关能够24 h无间隙使用。在项目研发中，基于对整个智能网关的架构和软件运行的能量需求预估，可以发现，整个智能网关电流主要由3个项目组成：控制单元待机电流（20 μah）、控制单元激活功耗（激活一次348 μah）、nb功耗（发射一次1.2 mah），对此，配备一个外置12 v/3 a适配器，之后根据网关数据的报送次数，选择不同使用年限规格的电池容量。如一天上报一次，一年所需要的电池容量为1 500 mah。

4? ? 结语

随着生活质量的提升，飞行出行已经成为公共交通模式中的重要组成部分，如何提高飞行体验并带来更好的飞行服务已经成为机场运行的重要内容。在信息时代，打造智慧机场、营造智能网关势在必行。基于nb-iot的机场智能网关设计和实现，需要通过系统框架架设，设计相匹配的软件，选择相适应的硬件设施，最后组建形成能够量产的nb-iot网关，满足机场正常运行的需求。

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