基于物联网的绿色照明控制系统
基于物联网技术的城市路灯无线网络监控系统
基于物联网技术的城市路灯无线网络监控系统王颖【摘要】This paper, from the data communication which is the key aspect of constraints for the lighting monitoring, applies WSN to the streetlight monitoring and controlling work;designs a set of wireless monitoring network based on Zigbee and GFRS embeds a wireless monitoring terminal in each single street lamp to realize the single lamp monitoring. The system can realize the precision and intelligent management of city lighting, substantially reduces the city lighting energy consumption and cost of management, and finally the implementation of green lighting.%从制约路灯监控发展的关键环节——数据通信出发，将先进的物联网技术应用于城市路灯监控领域，设计了一套基于ZigBee和GPRS技术的无线监控网络，在单个路灯中嵌入无线监控终端，实现了路灯的单灯监控。
该系统可以实现城市照明的精确化，智能化管理，大幅降低城市照明的能源消耗和管理成本，实现绿色照明。
【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P36-39)【关键词】路灯;物联网;ZigBee;无线网络;远程监控【作者】王颖【作者单位】山西省交通信息通信公司,山西太原030003【正文语种】中文【中图分类】TP273;TM923.51 城市路灯监控的发展与现状近年来，随着城市化的高歌猛进，城市照明的建设也蓬勃发展，城区已形成了规模庞大、错综复杂的路灯线路，城市路灯的监控和管理水平虽然也在不断的提高，但远远赶不上城市化的扩张步伐。
面向物联网的智能照明控制系统设计
面向物联网的智能照明控制系统设计智能照明控制系统是一种基于物联网技术的创新应用方案，它通过将传感器、执行器、网络通信等技术与照明设备相结合，实现了对照明系统的智能化控制和管理。
本文将围绕面向物联网的智能照明控制系统设计展开，从需求分析、系统架构、技术实现等方面进行介绍和分析。
首先，我们需要明确智能照明控制系统设计的需求与目标。
根据使用者的需求，智能照明控制系统应该具备以下功能：智能感知、自动调光、远程控制、场景模式、能耗管理等。
智能感知功能可以通过传感器实现，如光照传感器、红外传感器等，用于感知环境光照和人体存在；自动调光功能可以根据环境光照和人体活动情况进行自动调节照明亮度；远程控制功能可以通过网络与手机、电脑等设备进行远程连接，实现照明的远程控制；而场景模式功能可以根据不同的场景需求设置不同的照明参数，提供定制化的照明体验；能耗管理功能可以通过智能算法进行能耗预测和优化管理，减少不必要的能耗。
基于以上需求分析，我们可以开始进行智能照明控制系统的设计。
首先，我们需要搭建一个合理的系统架构。
系统架构包括硬件设计（传感器、执行器、控制器等）和软件设计（编程、算法等），二者相互配合实现智能照明控制系统的功能。
在硬件设计方面，我们需要选择适合的传感器来实现智能感知功能。
光照传感器用于感知环境光照强度，红外传感器用于感知人体存在。
同时，还需要选用合适的执行器，如可调光LED灯，用于实现自动调光功能。
在控制器方面，可以选择单片机、嵌入式系统等，用于接收传感器数据并实现控制算法。
此外，为了实现远程控制功能，还需要考虑网络通信模块的选择，如Wi-Fi、蓝牙等，以便与手机、电脑等设备进行连接。
在软件设计方面，我们需要编写控制算法和用户界面。
控制算法根据传感器数据以及预设的照明参数，实现自动调光和能耗管理功能。
用户界面则通过手机APP、电脑软件等形式向用户呈现照明控制的界面，并提供远程控制、场景模式等功能。
为了实现系统的可靠性和稳定性，还需对系统进行错误处理和异常处理，确保系统能够正确运行并及时反馈错误信息。
基于PLC物联网的照明控制系统设计
基于P L C 物联网的照明控制系统设计白岩峰(天津渤海职业技术学院，天津300401)摘要：P L C 技术是自动控制系统的基础，物联网是实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络。
智能照明控制系统设计综合应用P L C 技术、互联网、传感器及检测技术，构建小型物联网。
本文介绍基于P L C 物联网的照明控制系统设计，并提出系统拓展设计思路。
关键词：P L C 技术物联网照明系统设计引言P L C 能够满足过程控制、数据处理、运动控制等现代控 制要求。
它丰富的特殊功能、人机界面及通信单元，使其 广泛应用于钢铁、电力、化工等各个行业。
P L C 的应用技术 现己成熟，市场上的部分P L C 设备己自带联网功能，但基 本以P L C 与上位机之间进行数据通讯为主，且传统的PLC 通信多采用价格昂贵的编程电缆，限制了 P L C 的发展。
物 联网的出现，让P L C 迎来发展的春天。
作为信息采集和控 制的重要手段，P L C 必然伴随物联网的发展而大步前进。
基于P L C 物联网控制系统的研宄涉及物联网的信息交 换和通信、P L C 应用技术、传感器及检测技术等。
传统的控 制系统设计多采用敏感元件实现驱动器执行，后改进为采 用嵌入式微处理主控电路设计，也有采用远程控制系统的 C A N 通信模块等。
可见，基于物联网的信息交换和通信，对 P L C 技术人员提出了更高要求。
基于此背景，本文以生产、 生活中的照明控制系统为研宄对象，将P L C 和互联网无线 技术综合应用其中，实现对灯具节能减耗的智能控制，让 P L C 及物联网更加贴近于生活。
1系统总体设计 1.1系统整体设计构架照明控制系统整体设计构架，如图1所示器，滤除红外光对光传感器检测结果。
根据当前环境的 光线条件，将采集的信号反馈至PLC (如s 7-200/欧姆龙 CPM 2AH )〇P L C 对该信号进行逻辑运算并输出，实现对照明 设备的自动控制，达到节能效果。
基于物联网技术的城市路灯智能控制系统设计
基于物联网技术的城市路灯智能控制系统设计摘要：随着物联网技术的不断发展和深入应用，科学技术快速发展，如今人类对于城市路灯智能控制系统的要求已不再是传统、简单的视觉层面的明暗表现，而是变为对富有美感、极具智能化照明方案的极致追求。
当下LED路灯照明已进入智能时代，但是，传统的路灯照明系统功能单一、能耗高、线路烦琐，无法满足智慧生活高品质要求。
物联网的出现，让城市路灯智能控制系统设计可实现精准控制、实时监测、智能照明的智慧系统控制策略，因此，本文基于物联网技术的城市路灯智能控制系统设计进行了重点分析。
关键词：物联网技术；城市路灯；智能控制系统设计引言物联网技术应用与城市路灯智能控制系统设计能有效降低城市照明系统控制和维护的复杂性，物联网智能路灯可实现所有道路照明的全自动控制，节能效果显著，并可减少监控各个子系统所需的人力，具有很强的兼容性和扩展性，通过集成其他子系统实现城市照明亮化之外的更多城市管理功能，满足不同城市的需求，是一项值得大力推广的技术。
1物联网技术的概述物联网技术通过利用信息传感设备，如射频识别和激光扫描器等，实现物体与互联网的连接，能够对其进行智能化识别和监控。
物联网技术涉及多个领域，这些技术在不同的行业往往具有不同的应用需求和技术形态。
物联网的技术构成主要包括了感知与标识技术、网络与通信技术、计算与服务技术以及管理与支撑技术等。
物联网（IoT）网络架构是由红外感应器、射频识别器（RFID）、激光扫描器、GPS/北斗定位器等信息传感设备组成的。
按照业界已定义标准协议或事实标准，针对将任何物品通过网络连接到互联网实现信息的交换及通信，通过互联网完成物品的智能化识别、定位、监控和管理，强调互联网链接的所有对象都拥有唯一的地址，并通过有线或无线网络进行通信。
物联网在各领域的需求主要体现在：（1）大规模设备连接到网络进行数据传输业务，对数据传输带宽要求相对较高，如电力系统能源调控等；（2）对数据通信和传输的超高可靠性、超低时延要求，如电力系统控制类业务；（3）对设备的低功耗和低成本要求，以满足行业部署环境、更新改造需要；（4）后台智能化处理数据，前端可视化反馈结果，以满足场景化、易用化。
基于物联网技术的智能照明控制系统设计与实现
基于物联网技术的智能照明控制系统设计与实现智能照明控制系统是基于物联网技术的一种新型智能化应用，通过感知、连接、计算与控制等功能，实现对室内外照明设备的智能管理与控制。
本文将详细介绍基于物联网技术的智能照明控制系统的设计与实现。
一、引言随着物联网技术的迅猛发展，传统的照明控制方式已经无法满足人们对于照明的个性化需求。
智能照明控制系统的出现，为人们提供了更为便捷、智能和高效的照明管理方式。
基于物联网技术的智能照明控制系统以人为中心，通过充分利用丰富的环境信息和用户需求，能够自动适应光照条件，实现照明设备的合理调控，提高能效和使用舒适度，从而为人们创造更加舒适、健康和智能化的照明环境。
二、设计原理基于物联网技术的智能照明控制系统主要由传感器、网络通信、数据分析和照明设备组成。
传感器负责感知环境的参数，如光照强度、温度、湿度等；网络通信模块负责传输感知到的数据；数据分析模块通过对感知数据的处理和分析，确定合适的控制策略；最后，照明设备根据控制策略进行自动的调光、调色等操作。
三、系统设计与实现1. 传感器选择与部署智能照明控制系统的性能与传感器的选择和布置有直接关系。
对于室内照明控制系统而言，常用的传感器包括光照传感器、人体红外传感器、温湿度传感器等。
在部署方面，根据具体的使用场景和要求，合理布置传感器，确保能够准确感知到环境参数。
2. 网络通信与数据传输物联网技术的核心之一是数据传输，智能照明控制系统通过网络通信模块实现传感器与照明设备之间的数据传输。
常用的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙和Zigbee等。
根据使用环境和距离要求，选择合适的网络通信方式，保证数据传输的稳定性和安全性。
3. 数据处理与分析传感器采集到的原始数据需要经过数据处理和分析，以提取有用信息并确定相应的控制策略。
可以利用数据挖掘和机器学习等技术进行数据的深度分析，提高照明控制的智能化水平。
4. 控制策略与照明设备根据分析结果和用户需求，确定合适的控制策略，如调光、调色、定时控制等。
nb-iot低碳智慧照明解决方案
03
低碳智慧照明解决方案
方案的目标和特点
目标：通过NB-IoT技术，实现城市照明 的智能化、节能化和低碳化，提升城市 照明的管理效率和市民的照明体验。
低碳化：减少碳排放，推动绿色城市建 设。
节能化：采用LED灯具，结合智能控制 ，有效降低能耗。
特点
智能化：通过物联网技术，实现远程控 制和管理。
方案实施步骤
要作用。
随着城市化进程的加速和节能减 排的推进，城市照明面临着巨大
的挑战和机遇。
为了实现城市照明的低碳化和智 能化，需要引入新技术和解决方
案。
解决方案的概述
01
02
03
nb-iot技术
基于窄带物联网（nb-iot ）技术，实现城市照明的 智能化管理和控制。
智能照明系统
通过安装智能照明设备， 实现远程控制、自动调节 等功能，提高照明质量和 节能效果。
理效率。
节能减排
通过智能控制和LED灯 具，有效降低能耗和碳
排放。
市民体验改善
提供更舒适、安全的照 明环境，提升市民的照
明体验。
经济效益显著
长期运营下，该解决方 案将带来可观的经济效
益。
04
智慧照明系统的组成
硬件设备
LED灯具
采用高效、低能耗的LED灯具， 具有长寿命、高亮度、低热量等
优点。
控制设备
技术选型
选择合适的物联网 技术和灯具，进行 系统集成。
测试与优化
进行系统测试，根 据反馈进行优化。
需求调研
了解城市照明现状 和需求，确定解决 方案的初步框架。
系统部署
安装NB-IoT设备， 建立远程管理平台 。
正式运行与维护
基于物联网的智能照明控制系统设计与实现
基于物联网的智能照明控制系统设计与实现物联网（Internet of Things，简称IoT）是一种通过互联网将各种物理设备连接起来的技术，它使得设备之间能够相互交流和协作。
智能照明控制系统是物联网应用的一个典型例子，它利用物联网技术实现对照明设备的远程控制和智能化管理。
本文将介绍基于物联网的智能照明控制系统的设计与实现。
一、系统设计目标基于物联网的智能照明控制系统的设计目标是实现对照明设备的智能控制和管理，提高能源利用效率，提供舒适的照明环境，节约人力物力成本，并且易于安装和操作。
二、系统设计方案1. 硬件设计智能照明控制系统的硬件部分包括传感器、执行器、控制器和通信模块等。
传感器用于感知环境亮度和人员活动等信息，比如光敏传感器、人体红外传感器等。
执行器用于控制照明设备的开关、亮度等参数，比如可调光驱动器、继电器等。
控制器是智能照明控制系统的核心部件，它负责接收传感器的信息并根据预设的规则控制执行器，实现对照明设备的智能控制。
通信模块用于与物联网云平台进行通信，将传感器信息和控制命令传输到云平台，同时接收云平台的控制指令。
硬件设计要考虑稳定性、可靠性、功耗和成本等因素。
2. 软件设计智能照明控制系统的软件部分主要包括传感器数据采集和处理、控制算法和用户界面设计。
传感器数据采集和处理模块负责从传感器接受数据并进行处理，比如对亮度传感器数据进行滤波和校准。
控制算法根据传感器数据和用户设定的参数进行智能化控制，比如根据光照强度和人员活动情况自动调节灯光亮度。
用户界面设计提供给用户以直观友好的方式对照明设备进行控制和管理，比如通过手机APP或者网页界面进行远程控制、定时开关灯等操作。
三、系统实现流程1. 传感器数据采集与处理智能照明控制系统首先通过传感器感知环境的亮度和人员活动情况。
传感器数据采集模块负责将传感器获取的数据转换为数字信号，并传输给控制器进行处理。
控制器对接收的数据进行滤波、校准和转换等处理，得到可靠的亮度和人员活动情况数据。
基于物联网的智能路灯应用与控制系统设计
基于物联网的智能路灯应用与控制系统设计随着科技的不断发展，物联网技术的兴起为智能城市建设带来了许多新的应用和改变。
其中之一就是智能路灯应用与控制系统的设计与实现。
智能路灯系统能够提高路灯的能效性能、减少能源浪费，并且能够智能地进行故障监测和维护。
本文将详细介绍基于物联网的智能路灯应用与控制系统的设计。
一、智能路灯系统的需求分析1. 节约能源：传统路灯存在能源浪费以及长时间亮灯没有必要情况的问题。
智能路灯应用与控制系统需要能够根据实时光线变化和行人车辆通行情况智能地调整亮度，从而达到节能的目的。
2. 故障监测与维护：智能路灯系统需要实时监测路灯的故障情况，如灯泡损坏、电源故障等，及时发出报警并定位故障点。
同时还需要远程监控路灯的工作状态，提供远程维护功能，大大减少人工巡检的频率和维护成本。
3. 安全性保障：智能路灯系统需要能够根据路况和车辆与行人的实时情况自动调整亮度和灯光范围，提供良好的道路照明和行人安全保障。
二、智能路灯系统设计与实现1. 传感器技术的应用：智能路灯系统需要搭载各种传感器，如光照传感器、人体红外传感器、温湿度传感器等。
光照传感器用于感知周围环境的亮度，根据光照强度自动调整亮度，以达到节能的效果。
人体红外传感器用于检测周围行人和车辆的存在，根据检测到的情况自动开启或关闭路灯的亮度。
温湿度传感器用于监测环境的温度和湿度，以便及时检测到异常情况，如积水、冰雪等，并及时通过系统发送报警信息进行处理。
2. 通信网络的建设：智能路灯系统需要建立一个稳定可靠的通信网络，以保证各个路灯节点与控制中心的及时通信。
可以采用无线通信技术，如Wi-Fi、蜂窝网络等，以实现路灯节点和控制中心之间的实时数据传输和命令控制。
3. 控制中心的建设：智能路灯系统的控制中心是整个系统的核心，负责路灯亮度调整、故障监测和维护管理等功能。
控制中心需要具备强大的计算和处理能力，能够实时接收和处理来自各个路灯节点的数据，并根据设定的规则对路灯亮度进行调整和故障进行监测和维护。
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第 ３期
Ｐ ＿ ５ Ｖ
王香 云 ： 基 于物联 网的绿 色照 明控 制 系统
５ ｌ
该子 系统 编 译 和调 试 环 境 采 用 Ｉ Ａ Ｒ Ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ・
ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ软件 ， 程 序设 计语言采用 ｃ语 言。对于数 据 的采集程 序不仅要 参考官方例程 ， 更 要仔 细阅读 传感 器 的使 用 手册 ，
处理 。针对不 同的应 用 ， 传感器节点 的具体 设计也不 同。大
１ 系统体 系结构 设计
１ ． １ 系统 功 能 设计
致包括数据 的采 集 、 处理 、 传输 以及供 电部分 Ｊ 。在 本 系统
中， 终 端 节 点 负 责 数 据 的采 集 和分 析 处 理 控 制 外 部 设 备 。 根 据 本 系统 要 处 理 的 数 据 量 以及 系 统 低 成 本 、 低功 耗 ， 并 满 足
光 电传感器是将待测 量的信 号变化 通过 光 电元 件转 变
成 电信 号变化的一种 装置 。本 系统采用 了微 型封 装的 光电
二极 管 Ｂ Ｐ Ｗ３ ４ Ｓ ， 它 具 有 高 速 高 灵 敏 度 的 优 势 。通 过 Ｔ Ｌ Ｖ ２ ３ ７ ０将采集 的光 电信 号放 大 ， 再通过控制 其 内部精 度为
改和编写完成 的， 在本 系统 中 ， 网络 的拓 扑结构 采用 了星形
图 ３ 光 强 采 集 电 路 图
摘 要： 鉴 于 高校 教 室 的 照 明现 状 ， 设 计 了 基 于物 联 网 的 智 能 照 明 控 制 系 统 ， 并 实 现 了对 教 室 环 境 参 数 的 监
控 。该 系统硬件组 成有智能节点 、 协调 器、 网关、 Ｐ ｃ机 ， 软件 重 点从 智 能节点 的 实施 方案 、 系统 通信 的设 计 两方 面
２ ０ １ ５ 年 第３ 期
文章编 号 ： １ ６ ７ ４ — ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ ． ０ ０ ５ ０ ． ０ ３
山西 电子技 术
网络 技 术
基 于物 联 网 的 绿 色照 明控 制 系统 术
王香 云
（ 山西大 学软件 工程 学院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ １ ３ ）
本 系统设计 的主题 是绿色 照明 的智能控 制 以及对 教室
实 时 环 境 的监 控 。灯 光 的 智 能 控 制 不 仅 保 证 了学 生 的 绿 色
无线传输信 息 的要求 ， 控制 芯 片采用 了 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０ 。该 芯片
一
照明 ， 而且 以最小的投资 获得最 大化节 能效果 ， 并 且通 过 网
文献标识码 ： Ｂ
目前高校教室照 明的节 能管理 一直是 高校节 能方 面一 个 比较突 出的问题 ， 许多高校通过各种方式来节 能省电 。人 工管理 、 节能教育 ， 这些 措施在 一定程 度上 可以起 到一 定 的 效果 ， 但 总是有不尽人 意的地方 。鉴于此 ， 本 文设 计 了基于
进行 了阐述 。该 系统不仅 实现 了照明的智能控 制 ， 还 设计 了提 供 Ｗｅ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 服 务 的网关 ， 做 到 了以网页的形 式 实 现 了对教 室环境 参数的监控 。
关键词 ： 物 联 网 ；绿 色照 明 ；智 能控 制 ；ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ
一
中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ３
１ ２ ｂ ｉ ｔ ｓ 的Ａ Ｄ进行 数据采 集 。每秒 中设 置采 集数 据 ｌ ０次。
电路 如 图 ３所示 。
图 １ 系 统 设计 框 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ ４—１ ７
基金项 目： ２ ０ １ ３年 山西省科技厅科技计划项 目（ ２ ０ １ ３ ０ ９ １ ０ ０ ２ ． － ０ １ ０ ８ ） 作者 简介 ： 王香云 （ １ ９ ７ ９ －） ， 女， 山西朔州人 ， 讲 师， 硕 士研 究生 ， 主要从 事嵌入式研 究。
比如时序严格匹配 的问题 、 数据类型转换 的问题 。
３ ． ２ 通信程序设计
无线通讯 的设 计是 基 于 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技 术 建立 的无 线 网络 。
整个无线 通 讯 程 序 的 编 写 设 置 是 在 Ｉ Ａ Ｒ Ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ － ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ平 台下对 ｚ ． ｓ ｔ ａ ｃ ｋ在 系统 中提 供 的子模 块 程序 进行 修
颗高效 的 ８ ０ ５ １ 控 制器和 ２ ． ４ Ｇ直接序 列扩频 射频收发 器
关实现对教室环境参数 的监控 。
１ ． ２ 系统 整体 方案设计
核心 的结合 。终 端节 点设 计如 图所 ２示 。
基于物联 网的智 能系统就 是利用 各种 现代化 技术 实现
对设备 的智能控制 。相关 的技 术有 传感 器数据采集技术 、 无
口将信息送 到 网关 ， 网关 进行 信 息 的显 示 ， 并 且 提供 ＷＥ Ｂ
Ｓ Ｅ Ｒ Ｖ Ｅ Ｒ功能 ， 这样就 可 以通 过 网页 的形式访 问网关 服务器 从而做到对整个无线网络的监控 。系统设计框 图如图 １ 所示。
图 ２ 智 能 节 点 设 计 框 图
２ ． １ ． １ 光电传感器
线 网络通信技术 、 自动控制技术等 。 本 系统整体 设计 思路 如 下 ： 每个 教 室作 为 一个 终端 节 点， 每个终端节点负责本 区域 的数据采 集 ， 并 对采 集 的数据 利用本节点 的处理器进行 分析处理 ， 并控制外部设 备。 同时
通过无线传感 网络将采集 的信 息传到协调器 ， 协 调器 通过 串
２ 系统 的 硬件 设计
本 系统硬件设计 包括 以下几部分 ， 终端节点也是本 系统 的智能节点 、 协调器 、 网关 。 ２ ． １ 智能节点设计
物联网的智能绿色照 明控制 系统 ， 并在此基础上实现 了对教
室环境参数 的监控 。
在无线传感 网络中 ， 传感器节 点主要负责数据的采集 和