基于物联网技术的智能路灯远程监控系统设计

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1、基于物联网技术的智能路灯远程监控系统设计摘要为实现对路灯的实时、高效、远程控制，本文提出了一种基于物联网技术的智能路灯监控系统。该系统利用传感器技术进行实时路况环境信息的采集，采用ZigBee无线传输技术实现路灯节点终端与网络协调控制器间的数据传输，再经GPRS网络将数据远程传输到系统控制中心。该系统通过数据交互、信令传递对路灯的开关、亮暗、检测、报警等进行远程控制，实现了高效、智能的远程监控。关键词物联网智能路灯ZigBeeGPRS网络协调控制器远程监控0引言改革开放三十多年来，我国社会的各个方面得到了长足的发展。城市化进程效果显著，一些不眠城、不眠夜的新生代词汇应运而生。灯火通明是现

2、代化城市的一个显著特点，但是照明在带来绚丽便捷的同时，电力资源严重浪费现象也进入了我们的视野。据统计，2013年全国用电总量为53223亿千瓦时，而城市公共照明（主要是道路照明）大约占总用电量的13%左右，约为6919亿千瓦时。据调查，我国大部分城市在午夜12点之后，主要道路行人车辆稀少，由于路灯系统的管理相对落后，造成了区域供电不平衡，8“恒照度”“全夜灯“现象极为严重；另外后半夜是用电的低谷期，电力系统的电压升高，路灯反而会更亮。每年上百亿度电能白白浪费，同时极大程度上减少了用电设备和灯具的使用寿命，造成巨大的经济损失。聊城地区路灯管理系统相对落后，智能化程度较低，区域性供电不平衡，

3、造成了全灯夜和全黑夜的巨大反差，给市民的出行带来极大的不便。为了适应城市现代化发展，路灯系统智能化监控变得尤为重要。针对这一现状，本设计提出了一种基于物联网技术的智能路灯远程监控系统。本系统能有效地解决路灯远程智能控制，向着城市的现代化、智能化、环保节约化方向不断迈进。1智能路灯系统的总体设计1.1物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别

4、技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。1.2系统框架8基于物联网的智能路灯远程监控系统包括路灯监控中心、路灯区域协同控制器、路灯控制终端，以及监控中心与路灯区域协同器之间GPRS网络、路灯协同控制器与路灯控制终端之间的ZigBee通信网络。路灯监控中心平台负责所有整合信息、统计、分析和处理数据，实现对路灯区域协同控制器的控制；路灯区域协同控制器负责所辖路段路灯亮度的节能控制、执行监控中心指令和采集、上报路灯终端采集发送的数据。路灯控制终端负责对路灯的控制和状态检测。路灯区域协同控制器和路灯监控中心之间采用GPRS网络进行无线

5、通信，路灯控制终端与所属区域的区域协同控制器之间采用ZigBee协议进行数据传输。其系统结构图如图1所示。2硬件设计2.1路灯控制终端2.1.1功能路灯控制终端具有ZigBee终端设备功能，能够实现信息的传递，把每个路灯的运行数据发送给路灯网络协调控制器；同时又是单灯控制器，进行路灯光线强弱的控制，能根据本地运行情况灵活实现单灯节能控制。2.1.2构成控制终端由四个部分组成：数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块。8数据采集模块由光敏、声音传感器进行所辖区域内光照、声音信息的采集，并将采集的信号通过信号调理电路变为适合传输的数字信号，传送给微处理器模块；微处理器模块负责控制

6、整个传感器节点的操作，存储和处理数据采集模块采集的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，实现信息交换控制和数据收发；电源模块为传感器节点提供运行所需的能量，采用微型化、高容量的电池。2.2路灯区域协同控制器2.2.1功能路灯网络协调器主要用来实现路段控制，负责全路段网络的启动和配置，通过无线通信网络实现信息的传递。它接收各路灯控制终端采集到的电、光、声等信号，并转发给监控中心；也将监控中心下达的指令通过ZigBee网络传递给各个路灯控制终端。2.2.2构成及原理路灯区域控制器的工作原理是光敏传感器采集到所辖区域道路上的光照信号通过输入智能控制器，实现所辖路段路灯的开启和关闭

7、。道路上的人车流量通过声音传感器输入智能控制器，通过模糊控制算法进行实时处理后，利用晶闸管的移相控制原理，根据时间和车流量对三相交流调压电路中晶闸管的导通角进行控制，进而改变照明电路的输出电压，达到平衡供电，实现节能控制的目的。8同步信号采样电路是按照三相交流调压电路的控制规律要求，为晶闸管的移相触发电路提供同步信号；移相触发脉冲电路根据触发角指令的要求，结合同步信号，来控制三相交流调压电路中晶闸管的导通角来决定路灯输出电压的大小；