基于LoRa物联网平台的路灯控制系统

发布时间：2023-02-01 21:19

　　随着中国城镇化进程的推进,“智慧城市”概念的提出,路灯作为城镇的标志,其需求量日益增涨,维护成本不断增加,对管理者要求也大大提高。目前市面上的路灯系统普遍存在着以下问题:（1）路灯终端不能被远程无线控制;（2）由于路灯数量众多,故障路灯不能被及时发现得到有效维修;（3）使用清洁能源的路灯会因电量过低而无法自动对蓄电池充电;（4）管理者需在固定场所监控管理路灯系统。针对以上问题,本课题设计了一个基于LoRa物联网平台的路灯控制系统,该路灯系统不仅能实现远距离无线控制,而且每个路灯终端都配备了GPS模块,因此维修者可以在众多路灯终端中迅速找出故障路灯;同时所有路灯终端的状态信息和管理者的控制指令都以网页的形式进行传送,因此管理者对路灯系统的管理不再受时间和地域的限制;并且本课题设计的激活电路有效地解决了蓄电池因电压过低而不能为路灯提供稳定的工作电压,而导致不能自动充电等问题。经实验测试结果表明:本课题所设计的路灯系统工作效率高,数据传输稳定,成本低。因此本系统与现有的路灯系统相比具有更大的市场前景和社会价值。 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题研究内容与结构安排
第2章 路灯控制系统的方案设计
    2.1 系统功能需求分析
    2.2 系统总体框架设计
    2.3 无线通信方案的选择
        2.3.1 LoRa扩频技术的简介
        2.3.2 LoRa与 NB-IoT的对比
        2.3.3 LoRa与 WiFi、ZigBee、蓝牙的对比
        2.3.4 LoRa模块的选择
    2.4 主控芯片的选择
        2.4.1 主控芯片单片机的选型
    2.5 GPS模块的选择
    2.6 4G模块的选择
第3章 路灯控制系统的硬件设计
    3.1 硬件总体框架设计
    3.2 路灯终端模块的硬件设计
        3.2.1 稳压电路
        3.2.2 充电电路
        3.2.3 放电电路
        3.2.4 负载恒流检测电路
        3.2.5 过流检测电路
    3.3 数据采集模块的设计
        3.3.1 LoRa无线通信模块
        3.3.2 GPS电路模块
        3.3.4 数据采集模块与路灯终端串口通信电路设计
    3.4 PCB部分的设计
第4章 路灯控制系统的软件设计
    4.1 软件总体框架设计
    4.2 路灯控制系统LoRa网络组网设计
        4.2.1 组网过程
        4.2.2 系统心跳机制的设计
    4.3 系统通信协议的设计
        4.3.1 数据采集器与集中器的协议设计
        4.3.2 数据采集器入网设计
    4.4 路灯终端的程序设计
        4.4.1 路灯终端整体设计流程
        4.4.2 故障检测模块设计流程
        4.4.3 充电模块设计流程
        4.4.4 放电模块设计流程
        4.4.5 路灯终端控制器的通信协议
        4.4.6 路灯恒流的程序设计
    4.5 数据采集的程序设计
    4.6 GPS功能模块的程序设计
第5章 路灯系统测试
    5.1 系统功能测试
    5.2 系统指令测试
    5.3 电池放电测试
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3734462