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物联网设计方案

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物

联

网

路

灯

系

统

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基于物联网智能路灯系统

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。

关键词：智能路灯；节能；远程监控；故障报

修；

目录

1.引言...........................................................................5

1.1背景及意义...............................................................5

1.2课题的研究与目的.........................................................5

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1.引言

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・迅速增加，夜间交通流

■也越来越大，道路照明质・直接影响交通安全和城市发展。如何提高道路照明质■、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；

（2应程数据传输系统；

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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

旦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.设计与实现

光检测系统

3.1系统整体模型传输网络

终端控制系统人体及车辆检测

故障检测

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3.2系统实际运行图

如下图所示:

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移动监控和管理路灯维护军

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,控制潜设置的参数是晚上18:()0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12:0()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。

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如果我们在13:0()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

一

巷

巷

控制中心地图

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

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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。

具体如图所示

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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木机

IDo

构图

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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,通过电流检测可以判断路灯是否故障。如果路灯故障,通过路灯的电流会极

小甚至为零,不足以驱动LED发光,则故障检测点的电压会低于给定的基准电压,

通过电压比较电路给单片机送入一个报警信号。很警信号通过GPRS/3G等传输

到控制中心,反应在控制中心的地图上,然后控制中心对故障进行分析，作出用应

的措施。

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龄控中心

单元控制器运行图

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如图所示:

4.总结

我们为了实现物联网技术构建的路灯模拟系统,从网上寻找大量的相关资料,模仿老师所给

模板，亲自动手进行操作，以便实现对路灯科学的管理和智能化的的监控。我们认为随着移

动无线网络的发展和日益完善及在物联网方面的投入，这种控制方案