基于LoRa的智慧路灯控制系统设计与实现

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路灯作为城市基础设施建设中重要的组成部分,在完成基本照明任务的同时如何实现科学化、智能化的管理受到了业界的普遍关注。传统的路灯控制方式存在资源浪费、管理效率低等诸多问题:一方面在人员活动较少的时间段、区域内,路灯持续满额状态工作,浪费了大量的电力资源;另一方面,传统的路灯控制系统不具备无线通信和智能控制功能,需要人工控制、管理和检修,导致工作效率较低,管理模式混乱。本文摒弃粗糙的路灯管理模式,提出一种精细化、智能化的路灯控制系统。该系统由现场系统和远程控制平台组成,现场系统包含集中控制器部分、单灯控制部分、传感器部分、无线传输部分,远程控制平台主要负责现场系统的管理与控制,包含故障信息处理、路灯监控等功能。现场系统将嵌入式系统技术与无线通信技术相结合,以STM32为核心设计集中控制器,采用本文提出的Lo Ra速率自适应算法实现集中控制器与单灯控制器之间的一对多无线通信,有效地提高了无线通信的效率,使本系统在复杂工作场景下依然保持通信稳定。设计了Modbus总线和通信协议,集中控制器通过Modbus总线采集各个传感模块的环境参数信息,并根据环境参数结合本文提出的基于模糊控制的综合控制策略智能调节路灯亮度,达到了智能化、节约型照明的目标。远程控制平台采用主流编程技术(Python、Maria DB、Nginx)设计实现,并通过以太网与集中控制器进行通信,实现智慧路灯系统的远程监测和控制。最后,搭建测试环境对路灯控制系统进行单机硬件测试、路灯控制策略测试、远程控制平台测试,测试结果表明该系统在可靠性、节能性以及智能控制等方面具有较强优势,能够应用于各种环境下的照明,具有较好的应用前景和市场潜力。
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