基于路灯的智慧城市物联网体系设计(DOC)
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:城市照明是城市发展所必备的基础设施之一,也是改善和提升城市品质的重要保证。
随着路灯数量的不断增长,电量消耗量持续增大,路灯管控难度也随之增大,统计资料显示,当前电能资源的生产总量已经无法应对日益增长的电能消耗,为此必须积极引入物联网技术进行城市路灯智能控制系统设计,有效解决路灯管控混乱、电能无谓消耗等问题。
基于此,本文章对基于物联网技术的城市路灯智能控制系统设计进行探讨,以供相关从业人员参考。
关键词:物联网技术;城市路灯;智能控制系统;设计引言智慧城市需要利用先进的信息技术和完备的基础设施,让城市具有全面感知、资源互联共享、智能协同作用,实现智慧服务和管理,让城市朝着更深层次信息化发展。
路灯,在城市中数量众多,是最密集的城市基础设施。
因此,具备“有网、有电、有杆”三位一体特点的智能路灯,成为智慧城市建设中不可或缺的关键节点。
随着5G、智慧城市、新基建等建设加速推进,智能路灯建设掀起一股热潮。
一、物联网技术概述所谓的物联网技术,简单来说就是以现代科学技术为手段,以互联网为载体而进行的一种连接物与物的网络系统,是对传统网络的拓展与延伸,在当今社会发展进程中有着非常广泛的运用。
通过相关分析可以看出,物联网是一个大规模的信息系统,其体系架构主要由感知层、网络层、应用层搭建而成。
物联网技术在各个行业领域中都占据了重要位置,无论是建筑、公路还是油气管道设计,只要这些区域都设置了智能摄像头和各种传感器,就能够实现对它们的全面控制与管理。
从某种程度上来说,物联网的出现,极大地提高了人类管理的精细化水平。
二、智能路灯优势分析(一)控制技术方面城市智能路灯照明系统主要采用现代远程通信技术,将GPRS技术和ZigBee技术以及电力线载波技术进行集成,从而实现远近距离的传输和组网,切实发挥技术优势并改善传统技术劣势,进一步提高数据采集、存储及传输的安全性,提高智能路灯的使用质量。
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。
物联网系统智慧路灯设计方案
物联网系统智慧路灯设计方案智慧路灯是一种基于物联网技术的智能化路灯系统,通过数据采集、数据传输和数据分析等技术,实现对路灯的远程监控和管理,提供更高效、更便捷、更节能的照明服务。
下面是一个基于物联网技术的智慧路灯设计方案。
1. 硬件设备方案:(1)路灯节点:每个路灯都安装一个智能节点,包括LED灯源和传感器。
传感器可以实时感知环境光线、温度、湿度等信息,并将这些数据上传到云平台。
(2)通信设备:每个路灯节点都配备通信设备,如LoRa、NB-IoT、WIFI等,用于数据传输。
2. 智能化管理系统方案:(1)数据采集:路灯节点可以采集到环境光、温度、湿度等各种数据,还可以借助高清摄像头等设备进行视频监控。
(2)数据传输:通过通信设备,将采集到的数据传输给云平台,以便对数据进行处理和存储。
(3)数据分析与决策:云平台接收到数据后,可以进行数据分析和挖掘,根据分析结果生成相应的报表和决策意见。
(4)远程控制:云平台可以远程控制路灯的开关、亮度以及灯光颜色等参数,以实现对路灯的远程监控和管理。
(5)故障报警:如果路灯节检测到自身存在故障,如灯泡熄灭、传感器故障等,会通过云平台向相关人员发送故障报警信息。
3. 功能设计:(1)智能调光:根据环境光线的变化,智能路灯可以自动调整亮度,节省能源,提高照明效果。
(2)智能监控:借助高清摄像头等设备,智能路灯可以实现视频监控,提供安全保障。
(3)智能报警:当路灯节点检测到异常情况,如路灯熄灭、摄像头被破坏等,会及时向相关人员发送报警信息。
(4)智能路况监测:通过路灯节点的传感器,可以实时监测路面的湿度、温度等信息,提供路况信息,方便交通管理部门进行路况监控和交通疏导。
4. 数据安全与隐私保护:(1)隐私保护措施:在设计智慧路灯系统时,要考虑用户的隐私权,确保采集的数据只用于必要的用途,并采取相应的安全措施进行保护。
(2)数据加密:对采集的数据进行加密传输和存储,防止数据被非法获取和篡改。
基于物联网的智慧路灯系统设计
基于物联网的智慧路灯系统设计摘要:随着智慧城市的概念的推出,越来越多的城市将其纳入衡量城市管理水平高低的指标之一。
在实践中大多数推广数字化城市管理模式的城市,在提高城市的管理效率、降低城市管理成本和促进精细化管理水平上有着显著的效果。
其中,路灯是市政建设重要的组成部分,而“智慧路灯”则是未来智慧城市的主要信息采集入口,基于物联网的智慧路灯系统的建设成为了智慧城市的重要组成部分。
关键词:物联网;智慧路灯;系统设计城市照明系统作为整个城市基础的配套设施,在带给我们优美的居住环境的同时,也在消耗着巨大的能源。
《“十三五”城市绿色照明规划纲要》中明确提出:大力倡导绿色照明消费方式,以构建绿色生态与健康文明的城市照明光环境为目标,在满足城市照明基本功能的前提下,降低城市照明的能耗比,提升城市照明的质量和节能水平,实现城市照明系统方式架构的转变。
目前国内大多数城市路灯照明控制系统,除去原始的人工切换、定时控制的老旧管理系统外,虽然部分建设了具有遥控、遥测、遥信等三遥功能的数字化控制系统,但与其相比,基于物联网的智慧路灯管理系统具备能耗采集与管理、自动调光、照度采集、故障上报、分时段照明及其他扩展等功能,大大提升路灯照明系统信息化水平、降低能耗、降低维护成本,使路灯照明更好服务于社会民生及经济建设。
1基于物联网技术的智能路灯控制系统总体设计系统自下而上依次由设备感知层、设施层、网络传输层、数据层、业务支撑层及用户层等6大层有机结合而成,层与层之间相互融合,易于扩展,便于维护,提高了整个系统的可靠性、稳定性,总体结构如图1所示。
1.1感知层这个层与传统物联网一样,由多种传感器构成。
所不同的是传感器集成在智慧路灯杆上。
智慧路灯杆集成了智能LED灯、传感网络、传感设备、电子屏、摄像头以及一键呼救报警等多种感知设备,并且通过光纤将数据、控制信号、设备管理状态、故障告警等信息以TCP/IP报文的形式接入到上层系统中。
在这个层次上我们的基于物联网的智慧路灯系统,主要提供对杆的配置管理,例如:获取杆的信息、支持的传感器、电子屏、摄像头、环境状态等信息;配置传感器的参数、设置摄像头、电子屏的工作模式等;当传感网络出现故障、传感器出现状态不稳定、摄像头损坏等故障可以通过平台获取故障告警。
基于物联网的智慧路灯系统设计
基于物联网的智慧路灯系统设计作者:张家英来源:《电子技术与软件工程》2017年第22期随着智慧城市的概念的推出,越来越多的城市将其纳入衡量城市管理水平高低的指标之一。
其中,路灯是市政建设重要的组成部分,而“智慧路灯”则是未来智慧城市的主要信息采集入口,基于物联网的智慧路灯系统的建设成为了智慧城市的重要组成部分。
【关键词】智慧路灯物联网智慧城市随着智慧城市的概念的推出,越来越多的城市将其纳入衡量城市管理水平高低的指标之一。
在实践中大多数推广数字化城市管理模式的城市,在提高城市的管理效率、降低城市管理成本和促进精细化管理水平上有着显著的效果。
其中,路灯是市政建设重要的组成部分,而“智慧路灯”则是未来智慧城市的主要信息采集入口,基于物联网的智慧路灯系统的建设成为了智慧城市的重要组成部分。
智慧路灯系统作为一个平台可以集成各种传感器和物联网为智慧城市收集各种有价值的数据,这些数据可与政府内部的交通系统、警务管理系统、财政管理系统和采购管理系统进行交互,成为智慧城市的有机结合体可以有效服务政府职能部门和公众服务组织。
智慧路灯设计是借助网联网技术管理路灯,在路灯上集成多种传感器采集环境、水质、大气等数据,并结合GIS服务展示给用户,在通过云计算将数据存储在云端提供丰富的应用接口,为政府部门和公共组织提供应用支持。
1 系统总体设计智慧路灯是智慧城市的一个重要组成部分,与智慧城市一样其都是以数据支撑系统的运行,而其底层的数据收集则都是依托于物联网技术为基础的。
结合物联网分层的概念,大体上智慧路灯系统的建设分层如图1所示。
感知层,这个层与传统物联网一样,由多种传感器构成。
所不同的是传感器集成在智慧路灯杆上。
智慧路灯杆集成了智能LED灯、传感网络、传感设备、电子屏以及摄像头等多种感知设备,并且通过光纤将数据、控制信号、设备管理状态、故障告警等信息以TCP/IP报文的形式接入到上层系统中。
在这个层次上我们的基于物联网的智慧路灯系统,主要提供对杆的配置管理,例如:获取杆的信息、支持的传感器、电子屏、摄像头等信息;配置传感器的参数、设置摄像头、电子屏的工作模式等;当传感网络出现故障、传感器出现状态不稳定、摄像头损坏等故障可以通过平台获取故障告警。
城市路灯智慧照明物联网系统建设方案
与路灯设备制造商、通信运营商等合 作,共同推动城市路灯智慧照明物联 网系统建设。
协同发展策略制定
制定与城市其他公共设施协同发展的 策略,如与交通、安防等系统进行数 据共享和业务协同,提升城市智能化 水平。
06
项目实施计划与风险评估报告
项目实施时间表安排及关键节点把控
前期准备阶段
进行项目可行性研究,制定项目计划 书,明确项目目标、范围和时间表。
白天模式
根据日出日落时间,自动 调整路灯亮度,确保道路 照明充足。
夜间模式
根据夜间车流量和行人数 量,动态调整路灯亮度, 实现节能减排。
特殊场景模式
针对节假日、活动等特殊 场景,设定特定的照明模 式,提升城市形象。
节能控制策略制定及实施效果评估
实时监测能耗
通过物联网技术实时监测路灯能耗,为节能控制提供 数据支持。
控制等功能。
网络层
主要负责将感知层采集的数据进行传 输,包括无线通信网络、互联网等。
平台层
主要负责管理和维护路灯智慧照明物 联网系统的数据和信息,包括数据存 储、数据处理、数据共享等。
硬件设备选型与部署方案
感知设备
选用具有高精度、低功耗、稳定性能 的传感器,如亮度传感器、电流传感 器、电压传感器等。
社会效益分析
城市路灯智慧照明物联网系统的建设将带来显著的社会效益,包括提升城市形象 、改善居民生活环境、推动城市绿色低碳发展等。同时,该项目的实施还将促进 相关产业的发展和技术进步,为城市可持续发展做出贡献。
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城市路灯智慧照明物联网系 统建设方案
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• 引言 • 城市路灯智慧照明物联网系统
一种基于物联网技术的智慧路灯系统设计
一种基于物联网技术的智慧路灯系统设计智慧路灯系统设计是基于物联网技术的一种智能化解决方案,它将传统路灯系统升级为互联网时代的智能设备,实现了远程监控、数据采集、智能调控等功能。
本文将从系统架构、关键技术、优势特点等方面进行详细阐述,为读者揭开智慧路灯系统设计的奥秘。
一、系统架构智慧路灯系统主要包括路灯节点、网关、云端服务器和手机APP等组成部分。
路灯节点是最基本的单元,它负责实际的路灯照明和数据采集;网关则是负责将路灯节点采集的数据传输到云端服务器,并接收来自云端服务器的指令,进行远程控制;云端服务器是系统的核心,负责数据存储、分析和处理,同时提供给用户使用的手机APP和Web端管理界面,实现对整个系统的远程监控和调控。
二、关键技术1. 物联网技术:智慧路灯系统的核心技术是物联网技术,它通过将路灯节点、网关和云端服务器互联互通,实现了设备之间的数据交换和远程控制。
2. 传感器技术:路灯节点内置各种传感器,如光感应传感器、温湿度传感器、人体红外传感器等,用于采集环境数据和监测人车流量,从而实现智能调控。
3. 数据分析和挖掘技术:通过云端服务器对采集的数据进行分析和挖掘,可以为城市规划、交通管理、环境保护等提供有力的数据支持。
4. 远程控制技术:用户可以通过手机APP或Web端管理界面,实现对路灯系统的远程监控和调控,如调节亮度、开关灯、检查故障等。
三、优势特点1. 节能环保:智慧路灯系统可以根据环境光照和人车流量自动调节亮度,达到节能减排的效果,同时还可以通过数据分析为城市的节能环保工作提供决策支持。
2. 安全可靠:系统具备远程监控和自动故障检测功能,可以及时发现并处理路灯故障,保障路灯系统的安全可靠运行。
3. 智能管理:用户可以通过手机APP随时随地对路灯系统进行智能管理,实现灯光调节、故障检测和报警等功能,提升了城市管理的智能化水平。
四、发展趋势随着物联网技术和智能化技术的不断发展,智慧路灯系统将会朝着更智能、更节能、更互联的方向不断发展。
基于物联网技术的智慧城市智能路灯控制系统设计
基于物联网技术的智慧城市智能路灯控制系统设计智慧城市是近年来发展迅猛的概念,它通过引入物联网技术,为城市的各个方面提供智能化的解决方案。
其中,智能路灯控制系统是智慧城市建设中的重要组成部分。
本文将围绕基于物联网技术的智慧城市智能路灯控制系统进行设计。
一、引言智慧城市是以信息技术为驱动力,充分利用物联网、大数据分析等先进技术,将城市各个领域进行互联互通和智能化管理的城市发展模式。
而智能路灯控制系统作为智慧城市的基础设施,具有监测路灯状态、提供路灯照明、实时环境监测等功能。
二、智能路灯系统架构设计智能路灯控制系统的架构应包含物联网感知层、网络传输层以及应用层三个部分。
1. 物联网感知层感知层是整个系统的基础,通过嵌入式设备实时感知并收集路灯的状态信息,如灯泡亮度、温度、湿度等。
感知设备可以采用传感器、光电元件等装置,将感知到的信息进行模拟转数字转换后,上传至网络传输层。
2. 网络传输层网络传输层负责将感知层的数据传输到云端,并与其他设备进行通信。
该层需要建立稳定、高效的网络连接,可以选择以太网、WIFI、GPRS等传输协议。
同时,为了提高数据传输安全性,还可以采用加密技术对数据进行加密处理。
3. 应用层应用层是智能路灯控制系统的核心,通过对感知层数据的处理与分析,实现对路灯的远程控制与管理。
在应用层,可以定义路灯的开关时间、亮度等参数,根据实时环境数据智能调整路灯的亮度,并且可以实现故障监测与报警功能。
三、智能路灯系统关键技术设计智慧城市智能路灯控制系统需要依赖以下关键技术:1. 物联网技术物联网技术是实现智慧城市的基础,可以实现路灯与路灯控制中心的互联互通。
通过物联网技术,可以对路灯进行远程监控、数据采集和管理。
2. 大数据分析大数据分析是智能路灯系统的重要组成部分,通过对收集到的大数据进行分析,可以获取路灯的开关时间、能耗、故障率等信息,为城市管理者提供数据支持,以提高路灯的能源利用效率。
3. 人工智能技术人工智能技术可以使智能路灯系统具备智能化的功能,例如根据传感器收集的环境数据,智能调整路灯的亮度。
基于物联网的城市智慧路灯系统设计
基于物联网的城市智慧路灯系统设计随着物联网及人工智能技术不断发展,智慧城市的建设已逐渐成为许多城市的目标。
而智慧路灯系统作为智慧城市的重要组成部分,也受到了越来越多的关注。
本文将从物联网技术出发,探讨基于物联网的城市智慧路灯系统的设计与实现。
一、智慧路灯系统的定义及优势智慧路灯系统是一种基于物联网技术的城市路灯管理系统。
通过对路灯设备进行联网连接,采集路灯工作状态、环境数据等信息,并通过数据分析和处理,实现对路灯的自动化管理、实时监测和优化调控。
这种系统能够为城市提供以下优势:1. 能够提高道路治安保障水平。
通过路灯设备联网,可以实现路灯的遥控,对道路安全进行实时监控,保障了市民的生命财产安全。
2. 能够实现能源节约。
智慧路灯系统采用节能型灯具和智能化运行控制技术,通过自动感应、智能调控、远程遥测等方式,使得路灯功率得到有效控制,从而达到降低能耗的目的。
3. 能够促进城市管理效率的提高。
智慧路灯系统可通过数据统计和分析,实现对城市现有路灯的管理和维护,提高城市管理的效率和质量。
二、智慧路灯系统的技术实现1. 物联网技术支持智慧路灯系统需要路灯之间进行联网连接,这得益于物联网技术的支持。
物联网技术是通过蜂窝通信技术、WiFi无线通信技术、蓝牙无线通信技术等通信技术将设备、传感器、控制器等连接起来,形成一个网络。
因此,智慧路灯系统可以通过物联网技术实现路灯的信息采集、传输、处理等功能。
2. 传感器技术支持采用传感器可以实现对城市的温度、湿度、气压、光线等环境指标进行采集,从而实现对智慧路灯系统的优化调控。
例如,在夜间路灯亮度可以自动降低,能够避免光污染,节能省电;在行车高峰时段,路灯亮度可以自动升高,保障行车安全。
3. 云计算技术支持智慧路灯系统需要对路灯设备采集的数据进行处理和分析,这需要云计算技术的支持。
云计算技术可通过分析和处理海量数据,快速反馈给路灯管理中心和监控管理部门,从而保障路灯系统的高效运行。
基于物联网的智能城市路灯管理系统设计与开发
基于物联网的智能城市路灯管理系统设计与开发智能城市是指利用物联网技术实现了城市内各种设施的智能化管理和互联互通,以提高城市运行效率、提升居民生活品质和保护环境为目标的城市。
在智能城市中,智能路灯系统作为城市基础设施的一部分,起着重要的作用。
本文将对基于物联网的智能城市路灯管理系统的设计与开发进行探讨。
一、概述智能城市路灯管理系统基于物联网技术,将传感器、通信技术、云计算和大数据分析等技术结合,实现对城市路灯的状态监控、远程控制、故障检测和能源管理等功能。
通过建立智能路灯网关、云平台和用户手机APP等,实现对路灯的集中管理和控制,提高城市路灯的能源利用率和维护效率,促进城市的智能化发展。
二、系统设计(一)传感器技术的应用智能城市路灯管理系统中,传感器是实现路灯状态监测和故障检测的关键。
常用的传感器包括光照传感器、温度传感器、湿度传感器、一氧化碳传感器等。
通过这些传感器可以实时监测路灯亮度、环境温度、湿度以及周围是否有烟雾等信息,为路灯管理人员提供实时数据支持,确保路灯的正常运行。
(二)通信技术的选型智能城市路灯管理系统采用物联网技术,需要选择合适的通信方式进行信息传输。
常见的通信技术包括LoRa、NB-IoT、Wi-Fi、蜂窝网络等。
根据城市的实际情况和需求,选择适合的通信技术,确保路灯数据能够及时传输到云平台进行分析和处理。
(三)云平台的建立智能城市路灯管理系统的数据处理和管理需要一个强大的云平台作为支撑。
云平台可以实现对路灯数据的存储、分析和管理,为路灯运维人员提供实时监控和故障报警功能。
同时,云平台也可以对路灯的能源利用情况进行分析和优化,提高路灯的能源利用效率。
(四)用户手机APP的开发为方便居民和路灯管理人员对路灯进行监控和控制,可以开发一个用户手机APP。
该APP可以实现对路灯状态的实时显示和控制,用户可以通过APP进行路灯开关、亮度调节等操作。
路灯管理人员也可以通过APP实时监控路灯工作状态,快速响应故障,并进行即时维修。
物联网技术下的智慧路灯系统设计-系统设计论文-设计论文
物联网技术下的智慧路灯系统设计-系统设计论文-设计论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:针对传统的城市道路照明系统存在着管理方式粗放、能源消耗大、运维效率低下、照明控制不灵活等缺点,文中探讨一种基于物联网技术的智慧路灯系统设计。
该系统设计由智慧路灯智能终端和智慧路灯管理云平台两部分组成,通过云平台对智能终端进行全面高效控制,包括路灯的自动控制、远程控制、自动巡检、自动生成和派发工单,并且具备一定的可拓展性。
关键词:物联网;智慧城市;智慧路灯系统;照明系统;智能终端;云平台引言作为城市基础设施重要的组成部分,城市道路照明系统在城镇化进程中扮演着重要的角色,然而传统的城市道路照明系统存在着管理方式粗放、能源消耗大、运维效率低下、照明控制不灵活等缺点,极大的增加了管理难度和成本。
所以在物联网技术、云计算等新兴信息技术不断发展的当下,加速城市道路照明系统的信息化、智能化改造,提高城市管理效率和管理水平、降低管理成本已是势在必行[1]。
基于此,本文提出一种基于物联网技术的智慧路灯系统设计,通过LTE网络和MQTT通信协议,智慧路灯管理云平台可以实现对每一盏路灯的精确控制和信息跟踪,实现绿色照明和降本增效的愿景。
1系统总体架构智慧路灯系统采用物联网、无线通信等技术,通过对路灯的远程集中控制与管理实现高效率、低成本的照明,并且路灯还具备温湿度信息采集、大气数据采集、图像采集和无线AP等模块,与物联网、智慧城市融合,能够成为智慧城市重要的组成部分。
智慧路灯系统整体分为两大部分:智慧路灯终端和智慧路灯管理云平台。
其中智慧路灯终端由主控核心板模块、通信模块、无线AP模块、电源模块、LED 控制模块、电压电流检测及模块、前端传感器等部分组成;而智慧路灯管理云平台则由设备管理平台和业务平台这两大部分组成。
其中设备管理平台包括设备接入、设备状态查询、命令收发、运行与命令日志查询、历史数据存储与查询功能等功能,而业务平台包括设备监控、人员管理、工单业务管理、基础管理、报表管理、系统管理、大屏展示等功能。
基于路灯的智慧城市物联网体系设计(DOC)
基于路灯的智慧城市物联网体系设计Aaaaaa摘要:本文针对智慧城市建设快速发展的趋势,通过对现有路灯的重新定位与改造,集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术,方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台,实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠,并便于复制且低成本运营。
在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。
关键字:路灯;物联网;智慧城市1 案例设计目标众所周知,路灯作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一,其在城市中的作用是不言而喻的。
首先,增加人们夜晚的能见度,提高安全感,创造夜晚舒适怡人的社会活动、交往空间。
其次,保证车辆和行人夜晚活动的安全,减少夜问交通事故和犯罪、暴力事件的发生。
最后,满足城市不同区域的功能需要,为各分区的活动和相互间的交通、联系提供照明条一件,美化城市形象,促进经济繁荣。
深入分析路灯在城市中的分布及建设情况,可以发现,除了传统意义上的照明功能外,路灯不但常见、机构强健、驻点固定,而且也有电力供应,因此是很适合用来建立高密度的城市感测网络。
针对城市路灯的以上特点,通过对现有路灯的重新定位与改造,集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术,方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台,实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠,并便于复制且低成本运营。
在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。
2 现状分析2.1 城市路灯系统现状2.1.1 规律分布于城市路灯作为道路上重要的设施,长期以来均遵照《城市道路照明设计标准》进行标准化的设计、建设,使得路灯在道路上呈现明细的规律化分布,同时随着城镇化进程,路灯分布越来越广泛,更是随着道路延伸到城市的各个角落。
2.1.2 精确的地理坐标由于路灯分布及间距的规律性,路灯杆本身已具备精确定位功能,深圳是最早利用路灯杆编号,实现“定位”报警的城市,其对主要道路上11万根路灯杆均进行统一编号,并将这些编号及其对应的地理坐标录入数据库,报警人报出所在位置的7位路灯杆号,指挥中心民警便能确定报警人位置,调度最近的警力出警。
基于物联网技术的智慧路灯系统设计
基于物联网技术的智慧路灯系统设计在對城市路灯进行监控管理的过程中,传统的管理方法无法实现路灯电力参数的有效监控,同时也不能根据需求控制路灯的开关。
路灯出现故障后,存在维修不及时、维修困难等问题。
为了解决这一问题,本文提出了智能路灯系统,该智能监控系统可以利用人机交互界面实时监控区域中的路灯情况,提升了路灯管理的智能化水平。
标签:物联网技术;智能路灯系统;参数招测一、路灯监控系统原理智能路灯监控系统主要由ZigBee网络和GPRS远程数据传输模块组成。
其中有一个协调器,若干个路由器节点和终端节点。
在对路灯进行控制时,可以将路由器节点作为控制路灯的终端节点,并且可以将路由器节点作为中继控制器。
利用终端节点可以接收控制信息,并对路灯进行控制。
利用串口连接GPRS模块和协调器节点。
然后使用GPRS模块将收集到的数据传送至远程控制终端。
远程控制终端发送过来的控制命令可以通过协调器节点发送到GPRS模块,从而对路灯进行控制。
二、基于物联网技术的智能路灯系统2.1用户管理软件智能路灯控制系统采用客户机/服务器模式,主要分为控制中心和客户端2个方面,数据的传输和交换主要是在XML标准数据的基础上实现的,可以实现数据的连接和共享。
系统设计使用具有开放性的NET技术平台架构,使用视窗化的语言设计。
中文人机交流界面、鼠标操作、命令查询和打印都非常便利,不需要进行培训即可以完成不同功能操作。
智能路灯系统软件结构如图1所示。
2.2单灯信息终端在各城市照明系统上安装单灯信息终端,然后使用信息终端手机单灯电压、电流、功率因素、温度信息,并进行判断和分析,发送报警信息。
并根据接收到的指令调整路灯的亮度。
此外,单灯信息终端还具有报警功能,可以和网络集中协调器实现无线数据交换。
硬件使用反应速度快、功耗低的单片机作为主处理器,使用串口和无线传感器之间进行数据的交换。
单灯信号单元采用低能耗设计,在待机情况下功率只有几毫瓦。
改造既有灯具时,先安排灯具交流电源从该模块通过,然后和灯具连接,不需要重新进行布线,施工成本低,施工方便。
基于物联网技术的智慧路灯系统设计_0
基于物联网技术的智慧路灯系统设计路灯系统是重要的城市基础设备,关系到人们的夜间照明体验。
城市路灯数量分布于多个区域,因此在设计过程中应该采用智慧路灯系统,强化路灯系统管理效果。
在设计过程中,设计人员基于物联网技术,构建智慧路灯系统框架,能够强化智能终端设计,完善运行平台和管理平台,提升系统设计效果。
故此,文章将详细分析物联网技术智慧路灯设计系统。
标签:智慧路灯系统;物联网技术;设计路灯系统是城市夜间照明的重要基础设施,对于人们的城市生活居住体验具有重要意义。
路灯系统发展过程中经过了多个阶段,从最初简单的统一化系统设计模式,到如今的智慧路灯设计系统[1]。
在智慧路灯系统设计过程中,物联网技术发挥了重要作用,能够提升其智慧管理能力,改变统一化、粗放式路灯系统管理模式,降低系统管理成本,实现精准控制,符合绿色、节能城市发展理念。
一、智慧路灯系统框架智慧路灯系统具有智能化、便捷化管理特征,需要物联网技术给予支持。
智慧路灯系统主要包括图像采集、信息采集、无线AP等模块,能够对路灯系统进行高效化管理,降低照明以及业务管理成本[2]。
智慧路灯系统属于智慧城市的一部分,也是智慧城市功能的重要体现。
系统管理平台主要包括两大部分,分别为管理云平台与智能终端两个部分,两个部分可以相互交流数据,云平台又可以进一步细分为业务与设备管理平台两个部分,如图一:智慧路灯系统框架。
智慧路灯系统具备自我调节能力,能够根据自然环境光照、环境变化,调节照明强度,改变照明范围,甚至能够实现系统范围内的单体控制,改变了传统统一式系统控制方法,强化智慧路灯系统节能性。
智慧路灯系统能够实现远程控制,管理员可以依靠平台数据记录、监控、故障报警等功能,准确掌握智慧路灯系统运行状况,不仅能够实现精准化管理,维修人员也可以通过故障报警信息,快速维修故障问题,减少故障率,降低智慧路灯系统维护成本[3]。
二、智慧路灯系统智能终端智能终端部分主要承担了信息获取、感知角色,包括多个模块:(1)电源模块;(2)通信模块;(3)主控核心模块;(4)前端传感器;(5)报警模块;(6)LED控制模块;(7)其他等。
基于物联网的智慧路灯系统设计
基于物联网的智慧路灯系统设计摘要:路灯系统对于城市基础设施建设具有重要的意义,为了避免传统城市照明系统粗放化管理以及运维效率低等问题,要结合智能化、信息化处理升级手段建构更加合理的路灯系统设计体系,从而满足绿色照明的环保要求。
关键词:物联网技;智慧路灯系统引言作为城市基础设施重要的组成部分,城市道路照明系统在城镇化进程中扮演着重要的角色,然而传统的城市道路照明系统存在着管理方式粗放、能源消耗大、运维效率低下、照明控制不灵活等缺点,极大的增加了管理难度和成本。
所以在物联网技术、云计算等新兴信息技术不断发展的当下,加速城市道路照明系统的信息化、智能化改造,提高城市管理效率和管理水平、降低管理成本已是势在必行。
1智慧路灯系统的总体架构与物联网的应用在智慧路灯系统应用体系内,要将物联网技术、无线通信技术等融合在统一的技术模式中,不仅能进一步完成温度湿度的信息采集工作,还能获取图像信息、无线AP信息、大气数据等,有效为智慧城市的发展规划提供保障。
在智慧了灯系统总体框架体系内,主要分为主控核心控制单元、通信电源管理单元、无线AP控制单元以及电压电流信息数据检测单元等,借助管理云平台和管理职能终端系统有效建立完整的控制模型,就能结合实际需求建立智能化远程控制结构。
另外,物联网技术的应用还能为云平台打造人工巡检控制单元提供保障,及时将故障信息以及报警信息上传到相应的管理模块中,实现工单的自动化处理,为巡检工作、维修管控工作以及工程规划建设工作的全面落实提供了保障,打造多元、规范、科学的物联运行平台,发挥智慧路灯系统应用的优势,进一步满足城市规划建设的实际需求。
2智慧路灯设计难点1.各子系统的需求与资料搜集智慧路灯系统功能确定后,应通过各子系统所涉及的主管部门搜集相关的规划、设计及批复文件等资料,子系统越多,涉及到的部门也越多,资料的搜集是设计的基础,也是设计依据,必须充分了解,避免后期设计工作反复。
2)梳理搜集到的资料,确定智慧路灯的点位通常,智慧路灯需要融合的各个子系统,都是由各主管部门委托相关单位各自进行设计和施工,子系统的点位相差会比较大。
城市路灯智慧照明物联网系统建设方案
01
02
行业影响
城市路灯智慧照明物联网系统的成功建设和应用,为其他城市和地区的城市照明系统向智能化、绿色化方向发展提供了参考和借鉴
未来发展方向
城市路灯智慧照明物联网系统的未来发展方向将趋向于更加智能化、绿色化、高效化。具体体现在以下几个方面
更加智能化的控制和监测
通过应用更加先进的物联网技术和人工智能技术,实现对城市路灯的更加精准的控制和监测,提高城市照明的效果和效率。
利用无线通信技术,将感知层数据传输至网络平台,可选用LoRa、NB-IoT、Zigbee等低功耗广域网技术。
云平台作为数据处理中心,对海量数据进行存储、处理、分析和可视化,同时提供API接口供应用层调用。
针对不同需求,开发多样化的应用服务,如智能控制、远程监控、能源管理等。
系统架构设计
感知层
平台层
应用层
智能控制策略
强化数据加密和访问权限控制,确保系统与用户数据的安全与隐私不受侵犯。
安全与隐私保护
03
建设方案详细实施步骤
通过与城市管理部门、路灯管理单位沟通,收集实际需求并进行详细的需求分析与评估。
需求收集与分析
根据需求分析结果,明确城市路灯智慧照明物联网系统的建设目标,包括提高照明效率、节约能源、改善城市环境等方面。
建立了城市路灯智慧照明的示范区
在某城市的商业区、居民区和交通枢纽等不同区域建立了智慧路灯示范区,为其他城市和地区的城市路灯智慧照明提供了参考和借鉴。
系统性能稳定性
01
城市路灯智慧照明物联网系统已经经过了长时间的实际运行和测试,系统性能稳定可靠,能够满足城市照明的需求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
系统性能与效益展望
系统可扩展性
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基于路灯的智慧城市物联网体系设计Aaaaaa摘要:本文针对智慧城市建设快速发展的趋势,通过对现有路灯的重新定位与改造,集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术,方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台,实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠,并便于复制且低成本运营。
在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。
关键字:路灯;物联网;智慧城市1 案例设计目标众所周知,路灯作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一,其在城市中的作用是不言而喻的。
首先,增加人们夜晚的能见度,提高安全感,创造夜晚舒适怡人的社会活动、交往空间。
其次,保证车辆和行人夜晚活动的安全,减少夜问交通事故和犯罪、暴力事件的发生。
最后,满足城市不同区域的功能需要,为各分区的活动和相互间的交通、联系提供照明条一件,美化城市形象,促进经济繁荣。
深入分析路灯在城市中的分布及建设情况,可以发现,除了传统意义上的照明功能外,路灯不但常见、机构强健、驻点固定,而且也有电力供应,因此是很适合用来建立高密度的城市感测网络。
针对城市路灯的以上特点,通过对现有路灯的重新定位与改造,集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术,方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台,实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠,并便于复制且低成本运营。
在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。
2 现状分析2.1 城市路灯系统现状2.1.1 规律分布于城市路灯作为道路上重要的设施,长期以来均遵照《城市道路照明设计标准》进行标准化的设计、建设,使得路灯在道路上呈现明细的规律化分布,同时随着城镇化进程,路灯分布越来越广泛,更是随着道路延伸到城市的各个角落。
2.1.2 精确的地理坐标由于路灯分布及间距的规律性,路灯杆本身已具备精确定位功能,深圳是最早利用路灯杆编号,实现“定位”报警的城市,其对主要道路上11万根路灯杆均进行统一编号,并将这些编号及其对应的地理坐标录入数据库,报警人报出所在位置的7位路灯杆号,指挥中心民警便能确定报警人位置,调度最近的警力出警。
2.1.3 极佳的通信位置作为道路周边数量最多,分布最为规律的路基侧设备,为了保证对路面及周边环境的照明效果,其所架设的位置优势是非常明显的。
尤其路灯灯头位置更是作为智慧城市信息感知终端的绝佳选择。
另一方面,目前通信运营商与城市路灯也进行了一定的合作,这种合作基本上是建立在城市路灯已经建设的基础上。
通信运营商根据自身的网络覆盖需求,规划出满足网络覆盖的城市路灯的位置,并对现有的路灯进行改造,以满足天线的安装,实现对周边区域的覆盖。
2.1.4 现成的供电线路作为道路周边最大的用电设施群体,每个路灯均可作为道路周边现成的供电接入点。
实际上,一直以来,公交站广告牌,节日道路景观亮化等均是直接将路灯杆作为供电电源接入,远期甚至可以直接将路灯作为汽车充电桩进行使用。
如果将路灯供电电缆同时用来传输电力载波信号,则形成了一张覆盖于整个城市的供电及通信基础网络。
2.2 城市路灯系统的管理与应用现状2.2.1 城市路灯系统的管理现状路灯的管理和控制系统的发展大致分为三个过程:人工控制阶段,机械控制阶段和计算机控制阶段。
现代化的路灯监控系统可以借助现有的通讯服务平台实现遥测、遥控、遥信“三遥”路灯数据采集和监控[1]。
从上个世纪90年代开始,西方发达国家代就开始从事智能照明系统的研发,已经积累了丰富的建设经验和成功案例。
比如新加坡、法国和瑞士已经采用计算机技术实现路灯的自动化监控,德国ABB 公司基于I-BUS 总线研发的路灯控制系统可以实现路灯的集中开关控制;日本的松下公司基于HBS的协议研发了智能灯具和相应的管控系统,实现了灯具的智能化远程控制[2]。
国外在路灯监控领域的技术特点大致体现在以下几个方面:监控策略的现代化;信息承载方式的现代化,管理系统的现代化。
首先,监控策略的现代化体现在由集中控制模式发展到精确的场景及行为分析阶段。
路灯控制的“三遥”模式在国外已经非常成熟,很多国家都制定了专门针对路灯的工业标准。
在集中控制的基础上,现代的路灯控制策略更加关注场景及行为分析的功能。
比如:自适应的光照感知功能、根据日升日落时间的自动开关及调光功能,车流及人流分析功能等等,而且针对繁华街路,偏僻街路及高速公路均有不同的监控策略,一方面是路灯的控制更加的人性化,另一方面也进一步节约了能源[3]。
我国的路灯监控系统大致经历了与国外相似的发展过程,目前还处于一个不断发展的阶段。
与国外相比,我们目前的管理模式和管理手段还比较落后,绝大部分的城市还不没有路灯监控系统,虽然在一些大中城市实现了路灯开关的集中控制,但其灵活性很差,不能根据环境因素的变化自动调节开关的时间,更没有路灯亮度的自动调节功能,应对特殊极端天气的能力较差,无法实现路灯状态的自动监控,路灯出现故障后维护效率低实时性差等问题。
这些不足一方面造成了能源和人力资源的极大浪费,另一方面也无法满足现代化城市发展的需求[4,5]。
2.2.2 城市路灯系统的智慧应用利用智慧城市研究成果,开展城市道路智慧照明研究,是当今道路照明发展的趋势和特征。
目前,国内外照明企业和照明科技工作者都在研究智慧照明,但研究成果主要体现在硬件上。
例如:研制出不少远程道路照明控制平台,像飞利浦和爱立信公司推出了联网路灯系统。
安徽合肥采用互联网和路灯的城市道路智慧照明系统,对全市17万盏路灯进行远程管理。
这样的成果不断涌现,引起了照明工程理论工作者高度重视。
2014年,在丹麦阿尔贝特斯隆举办的“显微镜下的城市”国际研讨会上,有学者介绍了利用太阳能和风能,以及采用LED节能光源的城市智慧照明实际工程案例,并展示了位于丹麦Hersted工业区长约10 km的生活试验区,该工程采用了装有广角红外摄像头的智慧路灯系统,能监控过往的车辆、行人以及小动物。
无人时,路灯保持低亮度;有人时,路灯提前升高亮度,从而使城市道路照明更加人性化,并有效节能。
2015年杭州已经试点智能路灯杆,WIFI热点被安装在城市随处可见的路灯杆上,一同被装备给路灯杆的还有充电桩、视频探头等设备。
试点的路灯杆数量上规模后,杭州市还考虑开通充电箱的电子支付,市民卡支付等功能。
杭州市对智能路灯杆的试点让城市里均匀分布的路灯杆成为智慧城管物联网的重要节点。
3 总体方案设计3.1 基于城市路灯系统的物联网架构结合路灯最为主要的物联网价值,对现有城市路灯实行升级,就可以方便快捷地建立起覆盖范围足够广的信息感知网,从而建立实现智慧城市的物联网基础网络平台。
新型的物联网路灯除去单纯的照明功能外,通过整合各种传感器技术,能够同时具备信息感知、收集、传递、处理等多种功能,、一个典型的物联网路灯如图1所示。
图1 典型物联网路灯组成示意图物联网路灯主要由中央处理模块,通信模块,电源模块,路灯控制模块,传感器模块及信息发布及通信接人模块等几部分组成。
所选择的通信方式及通信模块作为建设整个基于路灯的物联网系统的关键,优先选择电力载波技术,主要是因为其免布线、低成本、便于统一管理等特性。
物联网路灯内部的控制及监测模块用于对路灯本身进行调光和工作状态监测,实现真正意义上的智能照明。
传感器模块则按照应用分为环境监测、设施监测、智能交通应用、信息发布及通信接人等几类。
在整个物联网路灯中,中央处理模块、通信模块、电源模块必须具备,而传感器模块则可以根据实际应用需要进行选择和组合。
为实现通过路灯实现城市物联网的建设,就必须要将所有的物联网路灯整合到一个平台上,而该平台由三个部分组成,包括物联网路灯,现场智能基站和统一的服务平台。
物联网路灯通过接入的各类传感器对所覆盖范围内的环境、设施等进行数据采集及处理,并借由路灯供电电缆通过电力线载波通信方式传输到现场智能基站。
现场智能基站收集相应数据后执行相应本地策略并将数据转发到服务平台。
服务平台通过INTERNET与现场智能基站进行数据交换,可以根据数据采集的需要,控制相应传感器的开启与关闭,也可以根据与照明相关的传感器信息控制路灯的工作状态。
同时,服务平台可以汇集路灯采集的相应传感器数据,并加以分析处理,实现各种智慧城市所需要的应用,如下图2所示。
图2 基于路灯的城市物联网体系3.2 系统的硬件组成本方案设计了如图3所示的路灯体系硬件架构图,系统硬件架构主要分为三层,底层是数据采集和控制层,中间层为网络通信层,上层为系统监控中心,构成了分布式无线遥测、遥信、遥控的自动化“三遥”功能,实现对路灯系统的遥测变量参数、遥信设备状态信息、遥控路灯启/闭、调光。
该设计目的在于保证信息实时性、操作可视化和管理的科学性。
图3 路灯体系硬件架构图4 技术方案分析4.1 智能照明传统路灯照明能耗巨大,除去路灯光源本身的能耗问题外,没有合理的管理方式与手段也是造成能源浪费的重要原因之一。
通过路灯内置的控制器,可以实现真正意义上的按需照明和精细化管理。
通过红外、车流车速、亮度传感器的共同工作,按照路面照度状况及道路上车流、人流的情况,调整每一盏路灯的合理开闭时间及亮度等级,保证道路交通安全的同时,达到最优的能源使用效率,如图4所示。
同时通过电力载波通信,将路灯的实时工作状态及故障状态上传到服务平台,使得路灯管理部门对整个城市路灯的运行状态一目了然,减少日常巡灯的投入的同时,大幅度提高城市路灯的精细化、科学化管理水平。
图4 路灯智能照明示意图4.2 智能交通及位置服务在智能交通系统中,各类交通信息采集传感器均面临安装位置限制、分布广度与深度、低成本建设等问题,而此也直接影响到交通信息采集的完整性和实时性。
通过物联网路灯上安装的红外、微波、视频等传感器,可以低成本且快速覆盖对道路、公交车站、停车场的车辆情况进行监测,通过物联网路灯服务平台向交通信息中心提供实时交通信息,这些信息通过处理后,向交通参与者提供各类完善的实时道路交通信息。
在类似的应用中,英国剑桥大学计算机实验室正试图利用路灯来实施一个名为“交通信息监控环境”(Transport Information Monitoring Environment)的研究计划,其在路灯上装设红外线传感器,来监测交通流量。
随着RFID技术的发展,车载电子标签(OBU,On Board Unit)项目在国内多个城市进行试点,作为其中重要的组成部分,路侧控制单元(RSU,Road Side Unit)通过专用短程无线通信技术来完成与行驶车辆上安装的OBU设备进行通信。
车载电子标签存有车辆的标识码和其他有关车辆属性的数据,当车辆进人RSU的识别区时,能将这些数据传送给RSU,起到车辆身份认证的作用,同时,也可接受、记录由RSU发送的有关数据。