物联网设计一种无线路灯控制模块.docx

摘要 随着低碳时代的到来，人们越来越重视能源的节约，以及人力劳动成本的上升传统的路灯系统，就越发的显得不合理，因此一套环保低碳节能并且智能的的路灯系统就显得那么重要了，智能路灯系统，通过对信号的采集，无线通信障检测及亮灯驱动等电路进行设计和调试，通过GPRS数据传输网络或者3G网络实现对路灯的远程监控和管理，以及对路灯故障系统的时时检测，故障位的报警来实现一是能够满足正常使用的需要，在夜间车辆、行人通过厂区道路时提供必需的照度，确保安全； 二是节约电能，安装、使用可靠方便，能够延长用电设备及灯具的使用寿命，减少维护费用。 1.1 背景及意义 随着城市经济和规模的发展，各种类型的道路越来越长，机动车数量迅速增加，夜间交通流量也越来越大，道路照明质量直接影响交通安全和城市发展。如何提高道路照明质量、降低能耗、实现绿色照明已成为城市照明的关键问题。道路照明的首要任务是在节约公共能源的基础上，提供安全和舒适的照明亮度，达到减少交通事故，提升交通运输效率的目的。由于基础设施的条件所限，目前普遍缺少路灯级的通信链路，路灯控制方式一般只能对整条道路统一控制，无法测量和控制到每一盏灯。本文的智能的路灯控制系统将在一定程度上改善这种局面。 1.2课题的研究与目的 本文基于物联网，设计了一种无线路灯控制模块，实现了每盏路灯的无线自主组网，使每一盏路灯都能遥测和遥控，与路灯设施中的一些单元连接，达到路灯的亮度（或照度）的无级可调，在保证道路照明质量、改善辨认可靠和视觉舒适情况下，根据环境光强度和时段，节约电能，同时该系统通过对每盏路灯的故障检测与报警，减少人力的投入。 2.项目需求分析 2.1系统需求 该系统需要有： ⑴终端控制系统； ⑵远程数据传输系统； ⑶路灯控制处理系统； 2.2系统实现要求 ⑴对于该系统，在终端控制系统中，要求建立全路灯系统的模拟地图，对于传回的信息 能做快速及时的处理，并且快速传出，进而控制整个系统，对该系统有绝对的控制权。 ⑵远程数据传输系统要求实现数据的远程传输，在传输过程中保证数据的精确无误的快速传输，无线网络组网方便、布局容易并且维护简单，可以采用自己组建无线专网的通信方式，当然也可以选择利用已有无线网络的通信方式。 ⑶路灯控制处理系统可采用远程控制与近程控制相结合的控制模式，在路灯上安装嵌入式芯片，对路灯的日常活动进行自我的智能控制，如控制路灯的亮度，开关，及故障检测，并且向远程终端发送数据。如果不能及时处理，则会由远程终端来处理。 3.3设计的详细流程 3.31控制终端 ①系统运行 默认情况下，控制器工作在本地控制方式，控制器运行程序按照设置的参数进行灯光控制，不需要中心软件参与，中心软件只查阅状态。在控制器本地运行的情况下，中心可以随时中断控制器的程序，接替本地对灯光进行控制，直到中心退出控制，本地控制再继续运行。 比如，控制器设置的参数是晚上18：00开灯，早上6：00关灯，那么在中午12：00灯是关闭的，晚上20：00灯是开的，这是控制器根据设置的参数在自己控制。如果我们在中午12：00通过中心软件将灯打开，那么灯会一直打开，直到我们中心关灯，或者中心退出控制，由本地自行控制为止。如果我们在13：00设置为本地控制，那么灯会立即关闭，如果我们在晚上20：00再设置为本地控制，那么灯会保持打开直到早上6：00关灯。 ②建立监控地图 控制中心通过建立的数字地图，可随时对整个城市路灯系统进行检测，如果路灯故障，会在地图上显示，这样便于快速准确的对路灯进行维护。 3.32传输网络 无线网络组网方便、布局容易并且维护简单，已逐步应用于各种生产领域。可以采用自己组建无线专网的通信方式，也可以选择利用已有无线网络的通信方式。 3.33路灯控制检测系统 ⑴光检测 光检测是利用光传感器，采集光的大小，通过采集的数据，控制路灯的开关及其亮度，从而实现路灯系统的高效节能。 ⑵车辆检测 RFID 智能终端的读写器模块不间断扫描经过车辆的RFID 标签信息，并记录到本地数据库；RFID 智能终端的智能控制模块根据得到的标签信息进行处理，并根据车辆当前情况判断是否开启路灯，如果车辆静止，则不开启路灯；如果车辆正常行驶，则将车辆行驶方向前方的一定范围内的路灯全部开启，并设定持续点亮时间，每次开启的路灯范围和持续点亮时间根据道路情况设定，一般开启范围设定为限速行驶3min 车程内的路灯，路灯的持续点亮时间为2 倍的行驶时间，以便能够对慢速行驶的车辆提供照明，例如限速为60km，则智能终端开启前方3km 内的路灯，持续点亮6min;对于滞留在禁停路段的车辆则定时上报其标签和本机ID。⑶故障检测 故障检测主要由安装在路灯里的单元控制器来实现，单元控制器设有电流检测功能，通过电