基于以太网的城市路灯管理控制系统设计
基于以太网通信的智能照明控制系统设计
Equipment Manufacturing Technology N o.7,2020基于以太网通信的智能照明控制系统设计彭威1,郑晓婷2(1.东风设计研究院限司，武汉430056;2.东风汽车集团限司技术中心，武汉430056)摘要:基于以太网通信网络，设计某一办公楼智能照明控制系统。
系统主要由控制器、照明继电器模块、红外人体传感 器、服务器和上位机控制软件组成。
通过以太网传输，可通过中控室上位机软件对每一个灯光回路进行实时监测和控制，能根据人体红外传感器和时间表对灯光进行自动控制。
关键词：智能照明；控制器；以太网；办公楼中图分类号：TP271 文献标识码:A文章编号：1672-545X(2020)07-0046-041概述随着社会的发展，人们对生产生活环境质量的要 求越来越高，用电量也随之不断增加，为了降低运营 成本和倡导节能环保的综合发展理念，需要更好的 通过人力和技术手段减少不必要的电能消耗，通过 合理设计的楼宇照明控制系统必将会给人们带来用 电方式和照明控制方式的改变。
本文对已实施的工 程项目上 楼的能照明控制系统的设计和实 。
楼的照明为通控制方式，规手动翘板开关的控制方式。
市上的智能照明控制相关协议种类较多，如 KNX、C -bus、i -bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X-10 ，设也的通，用的环境 的 ，用，不 和与上位系统通。
本项目采用 的Modbu?TCP通 ，为国通用 通 ，组网方便，对上 和控制要求 低。
2系统设计与选型楼为 和 ，，为 和控制 ，要 人 和 人工，人 为设，要放和控制 ，设 设 ，人 少为和，人。
楼 19个照明控制 楼的，共计123个照明 ，10 人体传感，146 理 开，22 HMI控制面板。
照明配电柜 为散，配电柜较为隐蔽，为保证号输稳可靠，用工业通方式，配电柜内分别设远程控制模块和10控制模块，楼内合理 安装工业交换机的络柜柜，每配电柜通过cat6 连接至网络柜。
智能城市中的智能路灯控制系统设计
智能城市中的智能路灯控制系统设计随着互联网技术的不断发展，城市管理也进入了数字化和智能化的时代，智能城市已经成为未来城市发展的趋势。
而智能路灯作为智能城市的重要组成部分，对城市的安全性和美观性起到了至关重要的作用。
因此，设计一种功能强大的智能路灯控制系统成为了一个热门的话题。
智能路灯控制系统的组成智能路灯控制系统通常由控制器、智能路灯、摄像头、触发器以及互联网连接等组成。
其中，控制器负责对路灯进行开关、亮度、时段等方面的控制；智能路灯可以根据控制器的指令进行开启和关闭，并根据不同的时间段和光照情况自动调节亮度，实现节能降耗的效果；摄像头可以采集周围环境的信息，为城市管委会提供实时数据，供城市管理部门做出决策；触发器可以根据周围环境的变化，如人流量的增加或天气变化等，自动调节路灯的亮度和颜色。
互联网连接则可以实现智能路灯之间的通信，以及与城市管理部门的通信。
如此一来，智能路灯控制系统可以实现自动调节亮度、节能降耗、提供实时信息、自主控制等多种功能，大大提升智能城市的管理和安全性。
智能路灯控制系统的设计思路在设计智能路灯控制系统时，需要考虑的因素主要包括：一、路灯的布局位置和数量：路灯的布局位置和数量会直接影响到控制器的数量和种类，以及路灯的种类和功率等方面。
二、数据采集方式和采集周期：根据城市的实际情况和需求，决定采取何种数据采集方式和采集周期。
三、路灯控制策略：路灯的控制策略应根据城市的实际情况来定制，如市区和郊区的路灯控制策略可能会有所不同。
四、安全性和信息处理能力：智能路灯控制系统涉及到大量的实时数据采集和处理，系统的安全性和信息处理能力也需要得到保障。
综上所述，智能路灯控制系统的设计思路应以城市的实际情况为基础，并根据需求制定数据采集、路灯控制策略等方面的具体规划，同时确保系统的安全性和信息处理能力。
智能路灯控制系统的应用案例智能路灯控制系统已经在国内外的多个城市得到应用。
例如，2018年第17届中国国际智能交通展览会上，宜宾市的智能路灯系统吸引了众多参观者。
面向智慧城市的智能路灯控制系统设计与实现
面向智慧城市的智能路灯控制系统设计与实现随着城市化进程的不断推进和智能化技术的快速发展，智慧城市已经成为城市发展的新方向和目标。
在智慧城市建设中，智能路灯作为城市基础设施的重要组成部分，发挥着重要的作用。
智能路灯控制系统设计与实现是智慧城市建设中的核心任务之一，本文将从系统设计和实现两个方面，详细介绍面向智慧城市的智能路灯控制系统。
一、系统设计1. 功能需求分析智能路灯控制系统的功能需求主要包括以下几方面：1)自动调光功能：根据环境光强度自动调整路灯亮度，实现节能减排。
2)故障检测和报警功能：及时检测路灯的工作状态，发现故障并进行报警。
3)远程监控和管理功能：通过互联网远程监控路灯的工作状态和亮度，进行路灯管理。
4)路灯路况智能分析功能：通过传感器感知路面上的车辆和人流量，进行智能路灯控制。
2. 系统架构设计智能路灯控制系统的架构设计主要包括控制终端、通信网络、云平台和应用终端四个层次。
其中，控制终端负责路灯的控制和数据采集，通信网络实现控制终端与云平台的连接，云平台负责数据存储和分析，应用终端提供用户接口。
3. 组件设计智能路灯控制系统的组件设计主要包括控制器、传感器、通信模块和服务器等。
控制器负责路灯的亮度调节和故障检测，传感器用于感知环境光强度和路况，通信模块实现控制终端与云平台的数据传输，服务器用于存储和分析数据。
二、系统实现1. 控制器设计控制器是智能路灯控制系统的核心，它负责路灯的亮度调节和故障检测。
在控制器设计中，需要选择合适的硬件平台和编程语言，并编写相应的控制算法。
可以采用微控制器作为硬件平台，使用C语言或者Python等编程语言进行编程，通过PWM调节LED灯的亮度，并通过传感器实时监测路况和环境光强度。
2. 通信模块设计通信模块是控制终端与云平台之间的桥梁，负责数据传输和远程控制。
在通信模块设计中，需要选择合适的通信协议和通信方式。
可以采用无线通信技术，如Wi-Fi或者NB-IoT等，通过TCP/IP协议与云平台进行数据传输和控制命令的交互。
基于以太网—CAN总线的LED灯光控制系统的设计
ｐ ｇ ｍ ｄ ｉ ｃ ｃｎｏｅｏ Ｖ ．ｓ Ｃ ｉ ｓ ｖｎ ｎｙ ｏｔ ｌ ａ ｂ ｅ ｏ Ｗｎｏｋ ｔｌｒ ＢＵｅ Ｐ ， ｃｎｅｉ ｔ ｔｃｎ ｏ ｒ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒｌ ｆ ｄ ｔ ｏ ｅ ｌ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ Ｌ Ｄ ｎ ｄ ａ Ｅ ｅ ｅａｄ ｂ ． ｉｆｌｂ ｐ ｓ ｒ ｔ Ｃ Ｎ ｓ Ｅ ｓ ｅ ｙ ｔ ｎ ｎ Ａ ｕ ｉ ｓ ｈ
Ｌ Ｄ的亮暗控制，而且比较方便地解决了Ｌ Ｄ多达 ２６ Ｅ Ｅ ５ 级亮度的调节，大大简 化了单片机对数量较大的彩色 Ｌ Ｄ的亮度和色彩的控制。 Ｅ ３ Ａ Ｃ Ｎ中继器的设计。 利用二片ＭＣ ２１ 和单片机 Ａ ８Ｃ ２ Ｐ ５０ Ｔ ９ ５ 设计了Ｃ Ｎ Ａ 中继器电路和配套的单片机控制软件。
的新技 术。这 一技术是当今 自动化技术发展 的热点之 一。
现场总线是应用在生产现场、 在微机化测量控制设备 之间实 现双向串 行 多节点数字通信的协议，是新一代智能仪表的通信标准。 根据国际电工委员 会 （ Ｃ 标准和 Ｉ ）的 Ｅ 现场总 线基金 会的定义： 现场总线是 “ 连接智能现场设备
ｏ ｃ ｌｒ ｒ ｏ ． ｏ
Ｄ ｓ ｎ Ａ ｂ ｒａ． ｉｍ ｄ ｕｅ ＭＣ ２ Ｉ ｉ Ｃ Ｎ ｓ ｙｔ ａｅ ｏ ２ Ｐ ５Ｏ ｗｔ ＭＣ Ａ ８Ｃ ２ ｅｉ ｏ ｇ ｆ ｕ ｅ Ｉ ｓ ｓ ｆ ｌ ｓ ｈ Ｕ ９ ５ ｔ Ｔ ｏ
ｄｓｎ ｃｃ ｔ Ｎ ｒａａ ｒａｖ ｃｎ ｌ ａ ． ｅｇ ｔ ｉｕ ｏ Ａ ｂｓ ，ｄ ｔｅ ｔ ｓ ｗｒ ｉ ｈ ｒｉ ｆ ｅ Ｃ ｕ ｅｙｎ ｅ ｉ ｏ ｏ ｏ ｅ ｌ ｌ ｔ ｆ
Ｅ ｅ ｅａｄ Ｎ ． ｒ ｇ ｔ ｓ ｗｒｉｓ ｉｄ ｉｎ ａｄ ｓｉｉ ｔ ｒ ｔ Ｃ ｂｓ ｈ ｕｈ ｏ ａ ，ｉｒ ｌｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔｎ ｓｏ ｈ ｎ ｎ Ａ ｕＴ ｏ ｈ ｆ ｅｔ ａｚ ｅ ｖ ｇ ｒ ｍ ｓｎ ｅ ｔ ｅ ｃ ａ
基于ZigBee和以太网LED路灯远程控制系统的研究与设计中期报告
基于ZigBee和以太网LED路灯远程控制系统的研究与设计中期报告（摘要）本文介绍了基于ZigBee和以太网的LED路灯远程控制系统的研究和设计。
该系统的目的是通过使用无线传感器网络和互联网技术，实现对路灯的远程监控和控制，以提高路灯的效率和灵活性。
本文介绍了系统的需求分析、系统架构、技术方案、系统设计和实现等方面的内容。
同时，本文还介绍了系统的测试方法和实验结果，结果表明该系统具有较好的可行性和实用性。
（正文）一、研究背景和意义随着节能减排的要求不断提高，绿色建筑和绿色城市的概念已经引起了人们的关注。
而路灯是城市照明中的一个重要组成部分，它对城市的美观和安全都起着重要作用。
因此，如何提高路灯的效率和节能程度，已经成为当前研究的热点之一。
目前，LED路灯已经成为了一种流行的路灯类型，它具有能耗低、寿命长、光效好、环保等优点。
但是，LED路灯的控制方式还存在一些问题，如无法进行远程监控和控制等。
因此，需要研究一种基于无线传感器网络和互联网技术的LED路灯远程控制系统，以提高路灯的效率和灵活性。
二、研究内容和方法本文的研究内容是基于ZigBee和以太网的LED路灯远程控制系统的研究和设计。
本文从系统需求分析入手，确定了系统的功能需求和性能需求。
然后，通过对无线传感器网络和互联网技术的研究，确定了系统的技术方案和系统架构。
接着，进行了系统的设计和实现，并对系统进行了测试和评估。
三、系统架构和技术方案本文设计的LED路灯远程控制系统采用了ZigBee和以太网技术，它包括三个层次：物理层、网络层和应用层。
物理层主要是用来传输数据的，采用无线传感器网络和以太网技术。
网络层控制数据的流动，包括网络拓扑结构、路由协议等。
应用层则提供了远程监控和控制功能，包括界面设计、数据处理、控制命令等。
系统的技术方案主要有以下几点：1. 采用ZigBee协议和IEEE 802.15.4标准，实现无线传感器节点之间的通信；2. 采用以太网TCP/IP协议，实现无线传感器网络和互联网之间的通信；3. 采用ARM Cortex-M3作为控制器，实现系统的控制和数据处理功能；4. 采用Android系统开发远程监控和控制APP，实现用户对路灯进行远程监控和控制。
城市路灯自动控制系统毕业设计
题目：城市路灯自动控制系统硬件设计摘要：随着中国经济的快速发展，人类对电力能源的需求日益增大，电力资源日益缺乏。
因此如何节能降耗已成为近几年来人们关注讨论和研究的话题。
本文研究的路灯控制系统是针对我国城市在路灯照明的控制方面产生的巨大能源消耗和浪费而开发出的新的智能型的路灯控制系统。
本文详细介绍了该系统的设计与实现。
本文详细介绍并分析了以GPRS技术、电力载波技术、单片机芯片AT89S52、光敏传感器为主要部件的硬件电路。
通过时间控制和环境参数控制相结合的方法去控制路灯。
实现随着光照强度的大小和在一定时间段内路灯都有着的不同表现，午夜路灯间隔开以节省电源，光照很足时路灯全部自动断开不工作等功能。
该路灯控制系统是一种智能型控制系统，电力资源既能够得到合理利用。
随着社会的发展，路灯控制系统会得到更广泛的应用，具有非常光明的前景。
关键词:GPRS、PLC、单片机、光敏传感器Abstract:With China's rapid economic development, human power energy demand increases day by day, the power increasing scarcity of resources. So how to saving energy and reducing consumption has become in recent years people pay more attention to the discussion and the research topic.This paper studies the street lamp control system is in view of our country city in street lighting control enormous energy consumption and waste and to develop a new type of intelligent lighting control system. This paper introduces the system design and implementation. This paper introduced and analyzed with GPRS technology, PLCtechnology, the single chip AT89S52, photosensitive sensor for the main components of the hardware circuit. By the time control and environmental parameters control combination method to control the street lamp. Achieve with the light intensity of the size and within a certain period of time lights have different manifestations, midnight lamps spaced to save power, illumination is enough when the street lights automatically disconnect function does not work.The street lamp control system is a kind of intelligent control system, electric power resources to rational use. With the development of society, street lamp control system will be more widely used, has a very bright future.Key words: GPRS、PLC、single chip、Photosensitive sensor目录第一章绪论 (1)1、路灯自动控制系统设计的前景 (1)2、路灯自动控制系统节能方式探讨 (1)1.2.1 照明稳压调光控制装置 (2)1.2.2 半夜路灯交替亮灯方式 (2)3、无线网络的优点 (2)第第二章路灯自动控制系统设计的总体方案 (4)2.1系统总体结构 (4)2.2中央控制室 (4)2.3 集中控制器 (4)2.4 路灯控制器 (4)第三章路灯自动控制系统硬件设计 (6)3.1 GPRS通信 (6)3.1.1 GPRS网络概述 (6)3.1.2 GPRS网络的协议和结构 (6)3.2 电力载波通信简介 (7)3.2.1 工作频段 (8)3.2.2 传输速率 (8)3.2.3 双向通信 (8)3.2.4 调制解调方法 (9)3.2.5 扩频通信原理 (9)3.3 PLC技术可行性研究 (10)3.4 路灯控制整体实现 (11)第四章系统各部件详细说明 (12)4.1 GPRS模块的硬件设计 (12)4.2 电力线载波模块的硬件设计 (13)4.2.1耦合电路 (13)4.2.3接收电路 (15)4.2.4陶瓷滤波电路 (15)4.2.5 存储电路 (16)4.2.6 直流电源电路 (16)4.3 路灯控制器的硬件设计 (17)4.3.1 AT89S52的介绍 (17)4.3.2 光照信号测量电路的设计 (20)4.3.4时钟电路 (22)4.3.5复位电路的设计 (23)4.3.6 显示电路的设计 (23)第五章心得体会 (25)参考文献 (26)第一章绪论1、路灯自动控制系统设计的前景跟传统的路灯控制系统相比，传统路灯控制系统就是采用人工控制，到了一定时间就开启路灯，到了一定时间关闭路灯，完全是人工控制路灯的开关。
基于以太网的城市路灯管理控制系统设计
ｒａ ｔ ａ ａ ｔｒ，ｔ ｅ ｄｕ ｔｔ ｅｌ ｈ ｎ ｓ ｓｉ ｔ ｉ ｌ ．Ｃ ｎ ｒｌ ｅ ｏ ｔ ｌ ｙ ｔ ｃ ｎ ｍａ ａ ｅｔ ｅｄｓｒ ｕ ｅ ｏ ｔ ｌ ｅ ｌ ｉ ｐ ｒｍｅｅｔ ｈ ｎａ ｊ ｓ ｈ ｇ ｔ ｅｓ ｃ ｎ ｉ ｃ ｌ － ｍｅ ｉ ｅ ｆ ａ ｙ ｅ ｔ ｉ ｄ ｃ ｎ ｒ ｓｅ ａ ｎ ｇ ｈ ｉ ｉ ｔｄ ｃ ｎ ｒ ａｚ ｏ ｓ ｍ ｔｂ ｏ
不 出户便 能准 确查 找故 障位 置及 原 因。 同时每 个 子 系统 还具 有 根 据 昼 夜 交 替 和 天气
变 化 Ａ动开 关 灯 的装 置 ， 可 以提 供对 一 些 特 殊情 也
程 的 电力参 数参 数监 控 ， 通过 监 控可 以在路 灯 发 生
故 障时 及 时通知 管理 终端 ， 在 一定 程 度 上辅 助 维 并
括红外和微波传感器、 电压传感器 、 电流传感器、 温
＊
收 稿 日期 ：０ ０年 ｌ 月 ２日， 回 日期 ：０ ０年 ｌ ２１ １ 修 ２１ ２月 ５日 作者简介 ： 海荣 ， ， 程师 ， 究方 向： 吴 男 工 研 电子 技 术 。陈 青 ， ， 程师 ， 究 方 向 ： 男 工 研 自动 控 制 。
化 。基 于 以太 网的城 市 路 灯 管 理 系 统 通 过对 路 灯 点亮 时 间以及 照度 的智 能控制 ， 以有 效 改变传 统 可 的路 灯系统 对 电力 资源 的浪费 现象 。
制、 环境及 运 行 参数 采 集 、 据 和 指 令 收发 等 。传 数 感 器子 系统 主要 依 托传 感 器 技术 和 网络 通信 技 术 等， 完成对 现代 化 城 市 路灯 系统 、 厦 内部 照 明系 大 统 等 的智 能控制 ， 以有效地 提高 照 明装置 的使 用 可
面向智能城市的智慧路灯管理系统设计
面向智能城市的智慧路灯管理系统设计智慧路灯管理系统设计方案随着科技的不断发展和城市化进程的加速推进，智能城市的建设成为了不可忽视的趋势。
而作为智能城市的基础设施之一，智慧路灯系统的设计与管理就显得尤为重要。
本文将从系统架构、功能实现以及未来发展方向等角度，提出一个面向智能城市的智慧路灯管理系统设计方案。
一、系统架构智慧路灯管理系统需要借助物联网、云计算等技术，实现对路灯的远程监控、智能调节和故障管理。
其主要组成部分包括：路灯设备、网关、云平台和应用端。
1. 路灯设备：路灯设备通过传感器感知环境变化，并通过通信模块向网关发送数据。
每盏路灯设备都被赋予独一无二的标识，以便云平台对其进行管理。
2. 网关：网关作为连接物理设备和云平台的中介，负责将路灯设备采集到的数据传输至云平台，并接收来自云平台的指令，控制路灯的开关和亮度。
3. 云平台：云平台是智慧路灯管理系统的核心，承担着数据存储、分析和智能调度的功能。
通过物联网技术实时接收和存储路灯数据，并提供数据分析和智能算法，从而实现对路灯的智能管理。
4. 应用端：应用端可以是城市管理部门的管理系统，也可以是智能手机APP等终端设备。
通过应用端，可以实现对路灯的远程监控、故障管理、调度优化以及用户反馈等功能。
二、功能实现1. 远程监控：智慧路灯管理系统可以实现对路灯状态的实时监控。
通过传感器采集到的数据，可以判断路灯的亮灭状态、电量剩余等信息，并将这些数据传输至云平台。
城市管理部门和终端用户可以通过应用端实时查看路灯的运行情况，及时发现故障并进行处理。
2. 智能调节：借助云平台的数据分析和智能算法，智慧路灯管理系统可以根据不同的条件智能调节路灯的亮度和开关时间。
例如，在人流量较多的地区增加路灯亮度；在人流量较少的地区减低亮度以节能。
通过智能调节，可以提高路灯的能效比，减少能源消耗。
3. 故障管理：智慧路灯管理系统可以根据路灯设备发送的数据判断是否存在故障，并进行故障排查和处理。
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总第203期2011年第5期舰船电子工程Ship Electr onic EngineeringV o l.31No.5134基于以太网的城市路灯管理控制系统设计*吴海荣1) 陈 青1) 李云溪1) 高 杰2)(海装驻沈阳地区航空军事代表室1) 沈阳 110034)(海军92840部队2) 青岛 266405)摘 要 城市路灯管理控制系统依靠以太网技术和现代传感器技术,可实现对城市路灯的分布式智能管理和集中管理相结合,达到节能的目的。
分布式智能管理子系统实时采集环境、状态参数,科学的判断来控制路灯的亮度,达到节能的目的。
集中管理可对分布式子系统进行统一管理,并接收、处理以及存储分布式子系统采集的环境、状态数据,用于事后数据分析等。
关键词 以太网;路灯;传感器;节能;单片机中图分类号 T P273Design of Urb an Street Lamp Control System Based on EthernetWu Hairo ng1) C hen Qing1) L i Y unx i1) G a o Jie2)(A viat ion M art ial Deputy O ffice of N aval Equipment Depart ment1),Sheny ang 110034)(N o.92840T r oops of N avy2),Qing dao 266405)A bstract U rban street lamp contro l system is based o n Ethernet and senso r t echnolog y.Distr ibut ed co nt rol is com bined w ith centralized contro l in o rder to save energ y.Dist ributed co nt ro l subsy st em can acquire the env iro nment and state real t ime pa rametert,then adjust the lig htness scient ifically.Centralized co ntro l sy stem can manage t he dist ributed co nt ro l subsystem unifo rmly,at the same time receiv e,pr ocess and save t he env ir onment and stat e parameter t w hich can be analyzed afterw ards.Key Words Ethernet,str eet lamp,senso r,po wer sav ing,singlechipClass Nu mber T P2731 引言随着我国工业化进程的不断向前推进和人民生活水平的不断提升,电力资源变得越来越紧张。
每年很多城市都不同程度的要进行拉闸限电,以保证居民或者要害部门的电力供应,因此采用环保节能的用电设备迫在眉睫。
作为城市重要组成部分路灯系统,存在着严重资源浪费现象,需要进行优化。
基于以太网的城市路灯管理系统通过对路灯点亮时间以及照度的智能控制,可以有效改变传统的路灯系统对电力资源的浪费现象。
2 系统简介基于以太网的城市路灯管理控制系统主要包括管理终端和传感器子系统两部分:管理终端为一台带有以太网通信接口并安装有本系统管理软件的计算机,负责整个系统的管理、信息处理、数据存储等;传感器子系统为分布式的控制节点,与各照明装置配套安装,实现对每一个照明装置智能控制、环境及运行参数采集、数据和指令收发等。
传感器子系统主要依托传感器技术和网络通信技术等,完成对现代化城市路灯系统、大厦内部照明系统等的智能控制,可以有效地提高照明装置的使用寿命、节约电力能源、节约人力资源。
管理终端和传感器子系统通过以太网方式连接,构成一个闭合的智能控制系统。
如图1所示。
在本系统中使用了大量的传感器技术,其中包括红外和微波传感器、电压传感器、电流传感器、温*收稿日期:2010年11月2日,修回日期:2010年12月5日作者简介:吴海荣,男,工程师,研究方向:电子技术。
陈青,男,工程师,研究方向:自动控制。
2011年第5期舰船电子工程135图1 以太网连接方式度传感器、湿度传感器以及声音传感器等。
红外和微波传感器可以探测公共场所或者马路上车流、人流密度,当现场密度值高于预先设定的密度阈值的时候,相应增加照明装置的照度;反之,则降低照度。
这样就避免了夜间道路或者公共场所无人无车开大灯现象,也解决了低照度情况下一些道路有车、有人时道路亮度不够的问题。
这种灵活的控制方法,超越了一般分时段控制方法中简单地把照明时间分为上半夜高亮度照明和下半夜低亮度照明的节能理念,柔性解决照明与节能的矛盾,既提高了节能效率,又兼顾了照明和城市美化的要求。
凭借现代传感器技术可以实时监测照明装置使用过程中的各种环境参数,如电压、电流、温度、湿度以及环境噪音等,并且通过以太网技术将各种数据实时传递到管理终端,使管理终端可以及时了解到各照明装置的状态参数,从而可以做到故障发生前的故障预判,同时在故障发生后为照明装置故障定位和故障检修提供了有力保障,即可以做到足不出户便能准确查找故障位置及原因。
同时每个子系统还具有根据昼夜交替和天气变化自动开关灯的装置,也可以提供对一些特殊情况的报警,如防盗和意外事故等。
网络技术用于实现将传感器子系统和管理终端科学合理的连接起来,组成一个闭环的管理控制系统,科学的组网方式有利于系统的管理维护,减少故障率以及降低成本等。
3 系统硬件设计本系统可分为管理终端和传感器子系统两部分,其中管理终端是带有网卡并且安装有本系统管理软件的普通PC 机,主要用于对整个系统的管理控制,信息处理以及数据存储等。
传感器子系统可分为中央处理器模块、灯光控制模块、红外和微波传感器模块、电压和电流传感器模块,温度和湿度传感器模块、声音传感器以及网络通信模块。
系统框图如图2所示。
中央处理器采用微控制器C8051F020[1],主要图2 传感器子系统框图负责对各传感器输出信号的接收、处理,并根据控制终端的控制要求及时通过通信模块传送各种数据给控制终端,同时根据传感器测到的环境参数智能地改变路灯的灯光亮度,达到节能的目的。
温度传感器采用高精度集成电流型摄氏温度传感器LM134,湿度传感器采用KSC 6V 型湿度传感器[2],主要用于采集路灯附近的环境温度和湿度,用于监测路灯等设备的使用环境参数变化,同时也用于辅助气象等相关部门采集城市环境信息。
红外传感器采用热释电红外探测器LH 1958,微波传感器采用RD627A 多普勒传感器模块[3],主要用于探测路灯附近道路上的行人和车流密度,提供给中央处理器,用于智能的控制路灯的照度,达到节能的目的。
电流和电压模块采用霍尔元件H NC 500US[4]和H N V025A[5],用来完成对路灯运行过程的电力参数参数监控,通过监控可以在路灯发生故障时及时通知管理终端,并在一定程度上辅助维修人员进行故障定位。
声音传感器模块采用PK 2N 数字环境噪声监听头[6],用于对环境噪音大小进行监测。
灯光控制模块实现对灯光亮度调节以及开启和熄灭的控制。
通信模块主要采用RT L8019A S 来实现[7],用于完成传感器子系统与管理终端的通信。
4 软件设计软件部分设计主要分成两部分,一是单片机软件,二是管理控制软件。
其中单片机软件主要完成接收来自各传感器模块的输出信号,经过一定的换算和判断,通过通信模块传送给管理终端。
接收来自管理终端的控制信号,正确执行管理指令。
向灯光控制模块发出控制指令,控制路灯的点亮、熄灭以及亮度调节。
软件流程图如图3所示。
管理控制软件运行在管理终端上,用于完成对136吴海荣等:基于以太网的城市路灯管理控制系统设计总第203期整个路灯管理控制系统的指挥控制。
一方面以集体令牌方式向各个传感器子系统发送开启和关闭指令,集中控制路灯开启和关闭;另一方面以单一令牌方式以一定时间间隔向各个路灯上安装的传感器子系统发送状态监测指令,并且接收得到令牌的传感器子系统返回的状态及环境数据,同时进行相应的处理,判断有故障的要进行故障报警,并将所有数据进行存储。
其次,管理控制软件可对环境和状态数据进行后续处理,如月温度曲线等[8]。
管理控制软件流程图如图4所示。
5 结语本文以实际应用为背景,设计出了一套基于以太网的城市路灯管理控制系统。
经过实际的安装使用,该系统性能稳定,使用方便,达到了预期的设计目的。
传感器子系统具有可裁剪和可扩展性,预留了标准化的通用接口,可根据实际情况相应的增加和减少模块来达到不同的监测用途。
参考文献[1]张培仁.基于C语言C8051F系列微控制器原理与应用[M].北京:清华大学出版社[2]王煜东.传感器及其应用[M].北京:机械工业出版社[3]刘笃仁.传感器原理及其应用技术[M].北京:西安电子科技大学出版社[4]王煜东.传感器应用电路400例[M].北京:中国电力出版社[5]何希才.传感器及其应用电路[M].北京:电子工业出版社[6]何希才.传感器及其应用[M].北京:国防工业出版社[7]雷伏容.51单片机常用模块设计[M].北京:清华大学出版社[8]吴兴惠.传感器与信号处理[M].北京:电子工业出版社(上接第130页)较无二次射流时的小,因此,仿真从原理上证明了二次射流能使雾化粒径变得更小。
2)D32、D10、D31随着背压的增大而减小。
粒径的变化规律表明:采用二次射流空气雾化喷嘴,可以通过背压或其他参数的调整使得雾化的液滴粒径变得更小。
4 结语从上面的仿真结果及分析可以看出,采用二次射流时,气流对中心喷嘴出来的油气混合气具有明显的剪切作用,会对从主喷嘴出来的气体和液滴的混合物进行剪切雾化。
经过二次雾化后,燃油的粒径会变得更小,二次射流空气雾化较一次射流空气雾化具有更好的雾化效果。
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