实验背景 》 背景简介 》 智能路灯
智能路灯又叫智能化路灯,或者智慧路灯、智慧照明,是采用物联网和云计算技术,对城市公共照明管理系统进行全面升级,实现路灯集中管控、运维信息化、照明智能化。主要由节点控制器、集中控制器、视频车辆检测器和云控制中心四部分组成。智能路灯具有全面和优化的路灯智能控制功能,为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段,也可大幅度降低路灯的电耗,有效提高节能率。
路灯是城市生活中辐射面最广的基础设施,据了解,在主干道上,每20-30米就有一盏路灯。如此高密度的覆盖率,充分利用起来即可形成一张天然的城市精细坐标网络。同时,在视频监控点位覆盖过程中,基础建设非常重要。
智能路灯系统原理图
实验背景 》 应用示例 》 智慧城市照明系统
智能路灯在将来的演变模式中,除了基本的照明,节能省电和各种智能化控制,在未来也不再是传统意义上的路灯杆,而是演进到城市物联传感网络的采集端,户外便民措施开放的载体,如搭建WIFI、4G等设备,成为智慧城市建设数据采集和监测的重要部分。未来,基于“智能路灯”的城市云大数据互联互通平台还可以实现城管、交通、环卫、广告及车联网等的“智能化”,从而构筑智慧城市的立体信息和安全网络。
既然提到了路灯通过智能化手段控制来节能省电,下面再讲一下路灯的整个控制系统的通讯架构。目前,智能路灯系统通常是在每公里范围内配备一个网关,范围内的几十个路灯利用ZigBee、PLC、433等通讯方式连接到网关上,网关再通过3G、4G传输到云端。最新的智能路灯照明方案首次使用了基于IPv6的6LoWPAN技术来完成路灯通讯,它具有无线低功耗、自组网、可快速治愈的特点。据悉,ZigBee新一代智能电网标准中SEP2.0已经采用6LoWPAN技术,随着美国智能电网的部署,未来将全面替代ZigBee标准。由此可见,6LoWPAN或将成为未来智能路灯的主流通信方式。
实验背景 》 应用示例 》 家用智能照明系统
我们可以选择多种方式来对智能照明系统进行控制,例如可用手机、遥控器、电脑和ipad等等。除此,我们还可以对智能照明系统进行预设,也就是具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。在预设时间内,智能照明系统感应到灯管的功率已完全发挥后,即自动调整负载电压,灯管便可转入节电模式工作,智能照明节电控制系统同时进入自动在线检测状态。当然,智能照明系统可以调节灯光、智能调光、延时控制等等。
智能照明系统适用于大面积的住房、建筑、场所或者大型的联网系统。在联网系统中,调光设备安装在电器柜中,由诸如传感器和控制面板组成的外部设备网络来操作。联网系统的优势是可以从许多点来控制不同的房间中区域。所以在家庭中,可以在靠近主进口的墙上安装一个控制面板,以此作为多外房间的主控制点。总的来说,智能照明系统在延长灯具寿命和减少维护成本上都有相当积极的作用。
实验背景 》 应用示例 》 办公智能照明系统
办公环境不仅要有足够的工作照明,更应营造一个舒适的视觉环境,减少光污染。很多办公室都是处于敞开式办公室与封闭式办公室设计并存,办公室照明控制的方式必须依照每个应用的特定区域需要而定,敞开式办公室一般大家可共享头顶上布设的荧光灯照明,而走廊、休息室、会议室则采用其他类型的各种照明控制技术。
办公室智能照明控制系统具有和传统蹺板开关一样的控制功能,调光功能,而且有自动探测设备能感测如人体运动和周围环境光照度等,自动控制灯的开关及调光,还可以与其它自控系统集成,实现相互控制。智能照明控制系统分为硬件和软件两大部分,其中硬件主要由输入单元,输出单元,系统单元三部分组成,软件侧由编程软件,监控软件,时控软件组成,硬件通过总线系统连接组成网络,由软件实现远程自动控制。
实验背景 》 传感器介绍 》 光照传感器
光照传感器本模块是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。这种集成电路可以根据收集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度,利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。本实验中可以通过手的遮挡来改变该模块检测的光照强度。
图片内容:
光照传感器
实验背景 》 传感器介绍 》 声音传感器
声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量,灵敏度可调(图中蓝色数字电位器调节)。工作电压 3.3V-5V ,输出形式为数字开关量输出(0 和 1 高低电平)且设有固定螺栓孔,方便安装。
声音传感器
实验背景 》 实验介绍 》 实验目的及原理
1.实验目的
本实验旨在让学生了解智能灯控的基本原理和作用。让学生用基本的物联网概念,将其运用在生活中,联系实际,发散思维。
2.实验原理
a> 实验开始时,电脑通过网线连接实验箱的服务器。通过在浏览器输入固定IP地址192.168.87.222进入本实验。
b> 实验配置:网页后台会把学生输入的数据发送给服务器,服务器收到数据后,通知数据采集控制器进入实验状态。
c> 实验开始:数据采集控制器将光照或声音传感器的数据采集上报给服务器,服务器根据学生在网页上设置的条件执行相应的操作。如果条件不满足,则不执行操作;如果条件满足,则通知数据采集与控制器控制LED灯亮或者灯灭。
系统通信原理图
实验背景 》 实验介绍 》 实验内容及步骤
1.实验内容
本实验利用温度传感器以及步进电机来模拟一个简单的家居温控系统。分为两种情况,一种是温度场景,一种为湿度场景。能达到自动控制效果,当温度或者湿度达到网页配置的条件时,自动执行相应的配置操作。
2.实验步骤
1>将声音、光照传感器插入实验箱相应的位置。
2>用网线将实验箱与电脑连接起来。
3>打开实验箱电源,等LED8(第八个led灯)常亮,说明实验箱初始化成功。
4>初始化成功后,打开浏览器输入:192.168.87.222,登录成功,呈现的是物联网实验箱目录界面。
5>选择实验二,进入智能路灯实验。
6>了解实验背景和介绍后,进入效果演示界面,直观感受此实验在生活中的运用。
7>进入实验配置界面,可以使用默认配置,也可选择更改自行配置。
8>配置完成后,在实验箱上进行相应操作(改变光照强度,可用手遮着光照传感器),观察相应输出呈现效果。
详细步骤请查看配置详情。
实验背景 》 实验介绍 》 配置详情
一般路灯具有识别白天,晚上时段功能。晚上工作,白天休息,节约能源,避免浪费。夜晚无光照时,电源接通,进入待机状态。灯泡熄灭状态.直到晚上有人走动接近该控制器灯泡点亮,照明指路。
配置逻辑中最简单是一条输入命令一条输出命令,即一个触发条件对应一个响应方式。 当希望配置多个触发条件一个响应方式或者一个触发条件多个响应方式时,点击方框内的加号和减号,可以进行条件的增加和删除。
图1-1
如图1-1所示的电源配置为固定配置,电源接通后路灯才能正常工作。如图所示配置表示,当光照传感器感应到光照强度小于10Lux(可用手捂住光照传感器,相反可用手机手电筒照射),LED7(电源指示灯)会亮,表示电源接通。此时声音传感器,感应到有声时,LED1会亮。
当所有配置完成时,点击提交配置。如图1-2所示。
图1-2