智能灯杆系统设计与实现
发布时间：2021-05-11 18:35
由于我国路灯照明体量的不断增大,传统的照明控制方式造成的电能浪费日益加重,当前的路灯管理系统已经不能满足照明节能需求。与此同时,智慧城市建设正在加快进行,“万物互联”一词已经成为了一切事物之间相互关联的代名词,由于智慧城市的建设需要大量的载体,而智能灯杆是智慧城市建设载体的一个很好选择。本文针对上述问题,设计了一种智能灯杆系统,将多种城市基础设施集于一体,使数据采集统一化、能源消耗节能化、信息管理平台化。该智能灯杆系统的设计采用C/S模式,自底向上整体划分为三层（信息感知层,网络传输层,数据应用层）。信息感知层由STM32微控制器搭载多种传感器外设进行信息感知;网络传输层基于TCP/IP协议由双绞线、光纤、交换机等媒介搭建进行网络通信;数据应用层基于C++编程语言由Qt-Creator集成开发软件在Windows平台上搭建上位机进行远端控制。智能灯杆系统的应用,充分的利用了现有的物联网技术,通过组网将各节点与服务器建立连接,利用传感器技术采集数据,使用以太网通信进行数据收发,由服务端进行数据处理后对照明系统进行模糊分级控制。最终,平衡了能源消耗,加强了路灯杆的作用,给人们生活带来更大的...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究的目的与意义
1.2.1 研究目的
1.2.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 智能灯杆未来的发展趋势
1.5 课题研究内容及组织结构
第2章 智能灯杆系统总体设计
2.1 系统的需求分析
2.2 系统的架构设计
2.3 照明控制系统设计
2.4 本章小结
第3章 智能灯杆系统硬件设计
3.1 最小系统板设计
3.2 照明控制及调光控制模块设计
3.2.1 照明控制模块设计
3.2.2 调光控制模块设计
3.3 图像显示模块电路设计
3.4 数据采集模块设计
3.4.1 光照传感器模块电路设计
3.4.2 人体红外传感器模块应用设计
3.4.3 噪声检测传感器模块设计
3.4.4 定位模块电路设计
3.5 网络通讯模块设计
3.6 本章小结
第4章 智能灯杆系统软件设计
4.1 客户端软件系统设计
4.1.1 Free RTOS操作系统移植与设计
4.1.2 STM32系统初始化程序设计
4.1.3 I2C通信系统设计
4.1.4 光强度传感器数据采集程序设计
4.1.5 PWM调光程序设计
4.1.6 定位信息采集程序设计
4.1.7 图像显示模块程序设计
4.2 服务器软件系统设计
4.2.1 服务器系统框架程序设计
4.2.2 TCP服务器建立及断开程序设计
4.2.3 数据收发程序设计
4.2.4 路灯节能控制程序设计
4.3 TCP稳定传输设计
4.3.1 TCP传输协议特点分析
4.3.2 TCP可靠传输设计
4.3.3 智能灯杆系统可靠传输设计
4.4 本章小结
第5章 智能灯杆系统实物搭建与测试分析
5.1 实物展示
5.2 硬件测试
5.2.1 硬件系统测试
5.2.2 PWM控制器调光测试
5.3 软件测试
5.3.1 网络连通性测试
5.3.2 传输稳定性测试
5.3.3 模糊正态分布控制器测试
5.4 智能灯杆系统总体协调测试
5.4.1 应用平台功能模块测试
5.4.2 指令测试
5.4.3 数据截取及保存测试
5.4.4 定位模块测试
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读研期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G时代,高德智能网联生态圈[J]. 仉瑞,宋迪. 企业管理. 2019(10)
[2]浅谈正态分布及其应用[J]. 洪小莹. 数学学习与研究. 2019(17)
[3]实时操作系统FreeRTOS+CANopen功能探索[J]. 姚家亮,王树磊,王昊. 单片机与嵌入式系统应用. 2019(09)
[4]5G无线网络规划与设计探索[J]. 曹慧娟,王浩年,王洪梅. 中国新通信. 2019(16)
[5]基于STM32的DAC信号输出实验设计[J]. 陈甸甸,王怡,金小萍. 实验技术与管理. 2019(01)
[6]基于W5500的通信协议实现过程及分析[J]. 周先军,王宇恺,武明虎,王玥婧琪. 科教导刊(中旬刊). 2018(12)
[7]基于STM32F103的数据采集系统设计[J]. 苏康友,刘荣贵,王佳颖. 信息与电脑(理论版). 2018(21)
[8]网络中心化指挥信息系统云计算架构软件技术[J]. 韩滨. 科技风. 2018(32)
[9]国内外智慧灯杆建设典型案例及运营模式分析[J]. 陈文雄,陆钰莹,应仲乾. 通讯世界. 2018(07)
[10]六大最具实用性的交通科技盘点[J]. 西部交通科技. 2018(07)
硕士论文
[1]隧道闭环反馈照明系统的设计与实现[D]. 胡叶舟.杭州电子科技大学 2019
[2]城市智慧照明监控管理系统设计与应用研究[D]. 楼朝杰.华北电力大学(北京) 2017
[3]文化与科技融合背景下的历史街区公共设施设计研究[D]. 曾雨薇.天津工业大学 2017
[4]高校学生日常行为异常检测的一种改进模糊聚类方法[D]. 程永亮.大连海事大学 2017
[5]基于Android的交通诱导系统客户端的设计与实现[D]. 王强.西南交通大学 2014
[6]基于STM32F207工业核心板的研究与实现[D]. 李俊杰.湖南大学 2012
[7]嵌入式Modbus/TCP协议的研究与实现[D]. 张益南.浙江大学 2008
本文编号：3181904
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究的目的与意义
1.2.1 研究目的
1.2.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 智能灯杆未来的发展趋势
1.5 课题研究内容及组织结构
第2章 智能灯杆系统总体设计
2.1 系统的需求分析
2.2 系统的架构设计
2.3 照明控制系统设计
2.4 本章小结
第3章 智能灯杆系统硬件设计
3.1 最小系统板设计
3.2 照明控制及调光控制模块设计
3.2.1 照明控制模块设计
3.2.2 调光控制模块设计
3.3 图像显示模块电路设计
3.4 数据采集模块设计
3.4.1 光照传感器模块电路设计
3.4.2 人体红外传感器模块应用设计
3.4.3 噪声检测传感器模块设计
3.4.4 定位模块电路设计
3.5 网络通讯模块设计
3.6 本章小结
第4章 智能灯杆系统软件设计
4.1 客户端软件系统设计
4.1.1 Free RTOS操作系统移植与设计
4.1.2 STM32系统初始化程序设计
4.1.3 I2C通信系统设计
4.1.4 光强度传感器数据采集程序设计
4.1.5 PWM调光程序设计
4.1.6 定位信息采集程序设计
4.1.7 图像显示模块程序设计
4.2 服务器软件系统设计
4.2.1 服务器系统框架程序设计
4.2.2 TCP服务器建立及断开程序设计
4.2.3 数据收发程序设计
4.2.4 路灯节能控制程序设计
4.3 TCP稳定传输设计
4.3.1 TCP传输协议特点分析
4.3.2 TCP可靠传输设计
4.3.3 智能灯杆系统可靠传输设计
4.4 本章小结
第5章 智能灯杆系统实物搭建与测试分析
5.1 实物展示
5.2 硬件测试
5.2.1 硬件系统测试
5.2.2 PWM控制器调光测试
5.3 软件测试
5.3.1 网络连通性测试
5.3.2 传输稳定性测试
5.3.3 模糊正态分布控制器测试
5.4 智能灯杆系统总体协调测试
5.4.1 应用平台功能模块测试
5.4.2 指令测试
5.4.3 数据截取及保存测试
5.4.4 定位模块测试
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读研期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G时代,高德智能网联生态圈[J]. 仉瑞,宋迪. 企业管理. 2019(10)
[2]浅谈正态分布及其应用[J]. 洪小莹. 数学学习与研究. 2019(17)
[3]实时操作系统FreeRTOS+CANopen功能探索[J]. 姚家亮,王树磊,王昊. 单片机与嵌入式系统应用. 2019(09)
[4]5G无线网络规划与设计探索[J]. 曹慧娟,王浩年,王洪梅. 中国新通信. 2019(16)
[5]基于STM32的DAC信号输出实验设计[J]. 陈甸甸,王怡,金小萍. 实验技术与管理. 2019(01)
[6]基于W5500的通信协议实现过程及分析[J]. 周先军,王宇恺,武明虎,王玥婧琪. 科教导刊(中旬刊). 2018(12)
[7]基于STM32F103的数据采集系统设计[J]. 苏康友,刘荣贵,王佳颖. 信息与电脑(理论版). 2018(21)
[8]网络中心化指挥信息系统云计算架构软件技术[J]. 韩滨. 科技风. 2018(32)
[9]国内外智慧灯杆建设典型案例及运营模式分析[J]. 陈文雄,陆钰莹,应仲乾. 通讯世界. 2018(07)
[10]六大最具实用性的交通科技盘点[J]. 西部交通科技. 2018(07)
硕士论文
[1]隧道闭环反馈照明系统的设计与实现[D]. 胡叶舟.杭州电子科技大学 2019
[2]城市智慧照明监控管理系统设计与应用研究[D]. 楼朝杰.华北电力大学(北京) 2017
[3]文化与科技融合背景下的历史街区公共设施设计研究[D]. 曾雨薇.天津工业大学 2017
[4]高校学生日常行为异常检测的一种改进模糊聚类方法[D]. 程永亮.大连海事大学 2017
[5]基于Android的交通诱导系统客户端的设计与实现[D]. 王强.西南交通大学 2014
[6]基于STM32F207工业核心板的研究与实现[D]. 李俊杰.湖南大学 2012
[7]嵌入式Modbus/TCP协议的研究与实现[D]. 张益南.浙江大学 2008
本文编号：3181904
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