基于无线传感器网络系统的路灯节能设计毕业设计.doc

基于无线传感器网络系统的路灯节能设计 目 录 引 言 1 第1章 绪论 2 1.1 研究背景和意义 2 1.2 国内外相关研究 3 1.3 研究内容 4 第2章 系统技术介绍 5 2.1 Ad Hoc网络概述 5 2.2 MoteWorks介绍 8 2.3 Visual Studio Net概述 10 第3章 需求分析 13 3.1 任务概述 13 3.2 技术方案 13 第4章 系统详细设计 16 4.1 系统总体结构设计 16 4.2 数据库的设计与实现 17 4.3 系统软件端详细设计与实现 19 第5章 系统测试 34 5.1 用户登录模块测试 34 5.2 用户账户管理模块测试 36 5.3 路灯信息管理测试 37 结论与展望 41 致 谢 42 参考文献 43 附录A 引用的外文文献及其译文 44 附录B 主要参考文献题录 57 插图清单 图2-1 典型的Ad Hoc网络结构 5 图2-2 Ad Hoc路由协议按驱动方式分类 8 图2-3 节点与基站 10 图4-1 系统总体结构 17 图4-2 登陆界面 19 图4-3 系统主界面 21 图4-4 用户管理模块 22 图4-5 添加管理员 22 图4-6 删除用户 23 图4-7 修改密码 24 图4-8 路灯信息管理模块 26 图4-9 信息查询 26 图4-10 添加信息 28 图4-11 修改信息 32 图5-1 用户名错误 34 图5-2 密码错误 35 图5-3 等级错误 35 图5-4 添加管理员 36 图5-5 修改密码 37 图5-6 删除管理员 37 图5-7 添加新路段 38 图5-8 添加路灯节点 38 图5-9 修改节点信息 39 图5-10 修改节点状态信息 39 图5-11 选择查询 40 图5-12 查询全部 40 表格清单 表4-1 管理员表 18 表4-2 路段表 18 表4-3 节点表 18 表4-4 传感器信息表 19 表5-1 登录测试用例表 34 表5-2 添加管理员用例表 36 表5-3 修改密码用例表 36 表5-4 删除管理员用例表 37 表5-5 添加路灯用例表 38 引 言 近年来，随着经济的不断发展，道路照明的规模和数量越来越大。目前我国大部分城市路灯都采用“全夜灯恒照度”方式，此方式的能源利用率不高，主要存在以下几个方面的不足：第一，系统难以及时反馈路灯运行或故障信息，无法进行远程控制和处理，现场也只能采取传统的人工巡查方式。第二，在后半夜车流量较小，依然保持前半夜的“恒照度”会造成资源的大量浪费。第三，在天色还未完全黑之前，将所有路灯都打开，也会造成电力资源的大量浪费。 随着“节约型社会”观念深入人心，以及节能减排纳入国家“十二五”规划内容，提高路灯控制系统的管理水平，解决传统模式的能源高消耗、维护高成本，实现智能化的节能照明已成为解决城市美化和能源紧张的最佳选择。 由于无线传感器网络在路灯监控方面应用的产品还不多见，其特点非常适合路灯的监控要求，将无线传感器网络的节点与路灯检测、调光、控制集成在一起，实现对每个路灯的单独控制，通过无线传感器网络的自组网实现对所有路灯的远程节能监控。因此WSN路灯节能和控制系统实现了路灯全面智能化，实现了“分时”、“分路段”、“分情景”的合理光源分布；各种节能手段的综合运用，实现了路灯有效管理，即节省了能源方便补给能源短缺的地方，又对城市绿化起到了促进作用，对于提高能源利用效率具有重要意义。 第1章 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 研究背景 目前我国大部分城市路灯都采用“全夜灯恒照度”方式，此方式的能源利用率不高，主要存在以下几个方面的不足：第一，在后半夜车流量较小，依然保持前半夜的“恒照度”会造成资源的大量浪费；第二，后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而会更亮，而我国现行70%的道路照明使用的高压钠灯，此类电网电压的波动致使灯泡的实际使用寿命不超过1年，因此会带来高频的维修费和材料费；第三，系统难以及时反馈路灯运行或故障信息，无法进行远程控制和处理，现场也只能采取传统的人工巡查方式。随着“节约型社会”观念深入人心，以及节能减排纳入国家“十二五”规划内容，提高路灯控制系统的管理水平，解决传统模式的能源高消耗、维护高成本，实现智能化的节能照明已成为解决城市美化和能源紧张的最佳选择[1]。 无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。 无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和