面向城市道路照明管理系统的设计与开发

发布时间：2017-06-11 15:11

  本文关键词：面向城市道路照明管理系统的设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着通信技术和互联网技术的不断发展,“智慧城市”的概念不断被推广,如何智能、高效、节能、可视化的管理城市的各项工作成为各大电子商家和相关科研机构竞相推出的课题。该课题从实际出发,依据市政部门的管理需求,开发了一种节能高效、智能管理、多层次化控制的照明管理系统。本文以合肥市某区的照明工程为背景,研究了面向城市道路照明管理系统。该系统采用B/S和C/S混合模式,以SQL Server2008数据库为核心,通过大功率电子镇流器实时调整路灯运行功率,利用区域管理设备(网关)对采集到的单灯数据进行轮询读取,处理,判断等操作；采用基于STM32控制芯片开发的网关设备,能够自动控制路灯按策略运行,有效地将路灯运行数据通过ZigBee网络转接到GPRS网络,实现数据的远程传输；采用多线程技术解决了多网关并发连接和网络延时的问题,使系统在处理多客户端请求和多网关并发上传数据时能够流畅运行；采用“批量点加载”技术,解决“批量图形”加载速度慢的根本性缺陷；采用“灯属性”的控制方法对路灯实现七个范围的层次化控制。该系统构建的集ZigBee网络,GPRS网络和Internet通信模型,能够支撑万盏级路灯的通信压力,高效的完成对路灯运行数据的远程实时传输。同时设计的“网关——路灯”闭环子系统,具有潜在问题预判、故障诊断和自我调节等功能。结合市政管理人员要求,该系统对管辖路灯实现了节能策略运行,任意时间调光,多层次化控制,异常报警,电量统计,报表输出等功能。通过对合肥市滨湖区的运行数据分析得：该照明系统节能效率达21.44%,控制响应时间为1s。同时能够在3s内完成对万盏级路灯的加载,系统可靠性满足监控需求。
【关键词】：照明管理系统 网关 GPRS ZigBee 可视化管理
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-27
• 1.1 课题研究背景17-18
• 1.2 课题研究目的与意义18-19
• 1.3 课题研究相关领域19-23
• 1.3.1 城市路灯布局分析19-20
• 1.3.2 GIS领域分析20-21
• 1.3.3 通信网络分析21-22
• 1.3.4 地图分析22-23
• 1.3.5 管理系统模式分析23
• 1.4 课题工作安排23-27
• 1.4.1 课题来源24
• 1.4.2 课题研究工作24-25
• 1.4.3 课题的主要创新点25
• 1.4.4 论文章节25-27
• 第二章 系统功能分析及方案设计27-46
• 2.1 系统功能需求分析27-29
• 2.2 系统设计原则29-30
• 2.3 系统设计指标30
• 2.4 系统结构设计30-35
• 2.4.1 系统硬件架构32-34
• 2.4.2 系统软件架构34-35
• 2.5 系统方案设计35-45
• 2.5.1 系统模式方案35
• 2.5.2 数据库设计方案35-38
• 2.5.3 子系统设计方案38
• 2.5.4 路灯策略管理方案38-41
• 2.5.5 告警管理方案41-42
• 2.5.6 开关灯时间控制方案42-45
• 2.6 本章小结45-46
• 第三章 系统通信架构设计46-69
• 3.1 通信模型设计46-55
• 3.1.1 GPRS网络46-47
• 3.1.2 ZigBee网络47-49
• 3.1.3 Socket接口49-50
• 3.1.4 通信架构50-53
• 3.1.5 框架连接53-55
• 3.2 通信协议设计55-58
• 3.2.1 系统协议格式55-57
• 3.2.2 系统通信应答模型57-58
• 3.3 多线程处理设计58-62
• 3.3.1 线程的创建、执行、终止60
• 3.3.2 线程同步技术60
• 3.3.3 线程与网关的对接60-62
• 3.4 通信指令62-67
• 3.4.1 参数下载指令62-64
• 3.4.2 即时控制指令64-65
• 3.4.3 查询数据指令65-66
• 3.4.4 报警指令66-67
• 3.5 通信压力测试平台67
• 3.6 本章小结67-69
• 第四章 路灯控制网关设计69-84
• 4.1 网关概述69
• 4.2 网关硬件设计69-77
• 4.2.1 STM32控制中心模块71-72
• 4.2.2 ZigBee模块72-73
• 4.2.3 GPRS模块73-75
• 4.2.4 环境参数采集模块75
• 4.2.5 电量采集模块75-76
• 4.2.6 其他模块76-77
• 4.3 网关软件设计77-81
• 4.3.1 路灯信息管理79-80
• 4.3.2 软件升级80-81
• 4.4 网关运行测试81-83
• 4.5 本章小结83-84
• 第五章 路灯管理系统的实现与测试84-96
• 5.1 系统平台84
• 5.2 客户端功能模块84-93
• 5.2.1 路灯实时监控85-86
• 5.2.2 系统设备管理86-87
• 5.2.3 策略设置87
• 5.2.4 统计分析87-89
• 5.2.5 告警设置与维护管理89-91
• 5.2.6 用户管理91
• 5.2.7 远程升级91-92
• 5.2.8 软件注册92-93
• 5.3 测试与分析93-95
• 5.3.1 通信响应时间测试93
• 5.3.2 路灯海量点加载时间测试93-94
• 5.3.3 节能测试94-95
• 5.3.4 测试结论95
• 5.4 本章小结95-96
• 第六章 总结与展望96-98
• 6.1 工作总结96-97
• 6.2 研究展望97-98
• 参考文献98-101
• 附录101-105
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况105

  本文关键词：面向城市道路照明管理系统的设计与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：441887