【摘 要】
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现阶段,我国城市化水平不断提升,对于“智慧城市”的建设也逐步纳入国家城市规划的行列中。在城市的现代化进程中,作为公共基础设施的路灯照明系统,它的作用不言而喻,它不仅对城市的社会治安和出行安全具有重要意义,而且还能直接反映着一个城市化建设的发展水平。当前主流的路灯控制大多采用的是继电器控制,定时亮灭,这种照明系统缺乏灵活性,造成了无谓的电能损耗;城市照明管理的方式是人工管理,路灯的日常维护主要是靠人
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现阶段,我国城市化水平不断提升,对于“智慧城市”的建设也逐步纳入国家城市规划的行列中。在城市的现代化进程中,作为公共基础设施的路灯照明系统,它的作用不言而喻,它不仅对城市的社会治安和出行安全具有重要意义,而且还能直接反映着一个城市化建设的发展水平。当前主流的路灯控制大多采用的是继电器控制,定时亮灭,这种照明系统缺乏灵活性,造成了无谓的电能损耗;城市照明管理的方式是人工管理,路灯的日常维护主要是靠人力去巡查,或者出现突发的紧急事故通过市民上报的方式,这制约着城市照明系统的监管效率,轻则出现影响道路交通,重则引发交通事故,造成人员与财产的损失。因此,对路灯进行高效智能的控制和监管对于城市发展和居民日常生活有着重要的意义。本文对当前应用在智能照明系统中的蓝牙、WiFi、ZigBee、NB-Iot等无线通信技术优缺点进行了对比分析,基于LoRa无线传输技术的低功耗、低成本及传输距离远等优点,本文的路灯照明系统设计采用了LoRa无线传输技术。本文所设计的路灯照明系统,在控制上实现了一种“人到灯亮,人走灯‘熄’”的实时路灯控制策略,克服了传统路灯定时控制所带来的电能损耗问题;在路灯管理上,采用云技术,标定各路灯的地理位置信息和工作状态信息,实现实时高效的智能监管,提高管理水平。本文主要做了以下研究:1)提出了一种新型的智能照明方案。该方案在后半夜无车辆行驶及行人信息时,保持路灯处于低功耗状态;在车辆或行人通过时,可依据车辆行驶和行人速度等信息,实现路灯数量和亮度的时变控制,达到节约电能的目的。2)本文在路灯控制的方式上采取的是能够适应非线性时变系统的模糊控制,通过传感器采集现场数据进而控制路灯的亮度、路灯的延时熄灭时间以及下游路灯的开启数量。3)设计了LoRa路灯控制器,LoRa路灯控制器的主要作用是实现现场数据的采集和处理,并通过LoRa控制器模块将数据上传给网关协调器。4)设计了信息管理云平台,通过云平台对上传的数据进行集中收集和管理,并将路灯的实时位置在地图上标定出来方便了路灯的维护管理。本文以某社区道路信息数据为数据源,基于MATLAB平台对所设计的智能照明系统的模糊控制算法进行了仿真,并对该控制算法的节能效果进行了分析,证明该方案能够大幅度减少后半夜路灯不必要的电能消耗,可有效地节约电能。
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