智慧隧道管理系统的设计与实现

发布时间：2020-04-19 21:31

【摘要】：公路隧道智能化管理的主要目的是为隧道提供一个良好的行车环境,通过实时采集隧道洞外的光环境,由管理软件自动控制隧道内的灯具实现无极调光,在节能降耗的同时提高驾驶员的视觉舒适度。通过对传统隧道管理、控制技术的研究,结合国内外物联网技术的发展趋势,提出了本系统的技术方案。该系统基于隧道内的光纤环形网络,管理主机采用放置在隧道现场的工业控制计算机,终端节点设备包括环境采集模块、能见度检测仪、照明调光模块、可变色温灯具、网络摄像机、车道指示器等等。环境采集模块基于STM32核心控制板,搭载传感器件,实时采集隧道洞外环境的亮度、色温、温湿度;照明调光模块主要由STM32核心控制板、JCP10调光芯片、电流检测和其他电路组成,根据隧道洞外光环境的变化接收隧道管理主机的调光命令,输出两路0~10V控制可变色温灯具调光,同时检测灯具电流并定时上报。隧道管理主机软件设计是基于.NET Framework开发环境,采用C#语言。可以管理控制、读取隧道各个设备传输的数据,并以监控客户端的形式将隧道环境信息直观呈现给隧道管理员。最后对本系统的环境采集、照明调光、能见度检测、视频监控等功能进行了测试,该系统性能稳定、客户端界面美观,满足设计规范。
【图文】：

图 1.1 2000~2015 年我国公路隧道增长曲线物联网、嵌入式等前沿技术的兴起为智慧隧道的管理开启了新的篇章，网技术推广到隧道的环境采集、能见度检测、照明调光、视频监控等等方用高可靠性设备、网络、通讯协议，合理、科学的条件判断和管理控制模保障行车安全、节能降耗、加快传统隧道转型上具有一定的推广性。2 课题研究的目的与意义2.1 研究目的公路隧道照明设计细则中给出了公路隧道的洞外环境的亮度、色温在不的具体参考值，但隧道的地理位置各部相同，隧道的洞口朝向、植被遮挡的变化等等有诸多因素影响着洞外的光环境，例如色温在不同纬度都有明。高纬度的地区，色温较高，所见到的颜色偏蓝。在低纬度的地区，色温较见到的颜色偏红，因此固化的光环境参考性数据对于高等级、高质量的隧并无实际的指导意义[3-4]。而且现有的多数改建的隧道也只是分时段进行制隧道照明的亮度，这虽然在一定程度上有很大的改善，但实际运营中仍

图 3.3 环境采集子系统电路原理图3.2.1 传感器模组传感器件模组主要采集隧道洞外的环境参数有光照强度、RGB 颜色、温湿度和 GPS 经纬度信息。光照强度的采集选用高精度 BH1750 集成电路模块，传感器实物图如图 3.4所示。BH1750 是一种支持 I2C 总线接口的模块，，最大供电电压 3.6V，最小 2.4V。它的分辨率较高，可以探测 1~65535 勒克斯范围的光强度，输出对应亮度的数字值。传感器的 ADDR 引脚通过电阻接地表示使用的默认测量模式是 H-分辨率模式[40]。图 3.4 光照强度传感器模块
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52;U453

【参考文献】

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本文编号：2633762