基于物联网技术的智能路灯监控系统

2018-08-15刘慧

建材与装饰 2018年36期

刘慧

（济南市路灯管理处山东济南 250033）

1 物联网概述

1.1 物联网定义

物联网的本质是建立在计算机技术和互联网技术的一种新兴智能感应系统。在进行信息交换的过程中需要借助一定的感应装置完成信息的收集和处理。同时借助网络的功能完成信息的传送和处理，但在网络传输中，为保证信息的安全性以及传输效率，需要制定一定的网络协议。

1.2 物联网的构成

对互联网的结构进行分析，可以分为三个层次：第一层是数据感知层次。这一层次主要是借助感应设备完成对数据的收集和整理。目前，随着感应装置的不断发展，数据量以及数据类型不断增加；第二层次是数据的传输层次，主要是对采集到的数据进行整理，并将处理完成后的数据进行传递；第三层是数据传输层和内容应用层次。这一层次会涉及到一定的复杂技术，需要对数据进行一定的处理，从而将分析后的信息应用到对应的行业中，促进我国智能化、信息化的发展。

2 监控系统工作原理

智能路灯控制系统由ZigBee网络和GPRS远程数据传输模块两部分组成，共同监控路灯工作。

控制路灯工作的ZigBee节点包括协调节点、路由器节点和终端节点三种类型。其中只有一个协调节点，有若干个路由器节点和终端节点。协调节点负责建立与GPRS模块的网络和数据交互。路由器节点可以作为无线节点的中继控制器，作为终端节点来控制路灯。终端节点只能接收控制信号并相应地控制路灯。

GPRS模块通过串口连接到协调器节点。GPRS模块通过GPRS网络将ZigBee网络数据采集到各个节点发送到远程控制终端，同时通过协调节点通过控制命令将远程控制终端发送到ZigBee网络。

系统工作原理：通过GPRS网络向GPRS模块发送远程控制终端控制命令，GPRS模块通过协调节点向终端发送命令，实现路灯的控制。同时，终端节点也可以通过GPRS网络将自己的状态发送到远程控制终端，实现路灯的远程监控。其系统的工作原理图如图1所示。

图1 系统工作原理图

3 系统结构

基于物联网技术的智能路灯监控系统，是利用上层GPRS通信，下位ZigBee通信结合一种新型的混合网络结构，服务器利用GIS技术实现信息的图形显示。系统由3部分组成：城市照明管理控制中心管理、协调器所管理的专用前端路灯监控器和网络集中协调器。系统的总体结构如图1所示。

除查询客户端外，该系统可分为控制中心、集中协调器和路灯监控器3个部分：

控制中心具有子网协调和路灯监控的管理功能，对采集到的数据进行实时分析和处理，并进行实时调度和评价。控制中心设有至少一台计算机接入互联网，通过监控系统和专用服务器通信，用于监控路灯状态，控制单灯，一套或多套路灯开关或电源调节。控制模式可以是手动操作，也可以设置一定的规则，系统可以自动执行。路灯监控系统采用GIS技术，直接在地图上显示路灯的工作状态（全称，半明三关状态），提高照明控制的精度，节约能源消耗；监控人员可以同时在地图上可视化任何线的所有信息和路灯，电气控制，实时监控以及异常事件发生（路灯故障或被盗）立即通知护理人员赶到现场处理，路灯监控效率和质量，降低24小时街旅游成本。系统实现人性化、智能化管理，为客户端提供网页浏览、智能手机查询和控制设备状态。

集中协调器内嵌ZigBee、GPRS和智能芯片，是路灯监控器与计算机控制中心之间的通信桥梁。一般安装在街灯控制盒内。负责监控子网内所有路灯的状态，从控制中心向路灯发出指令，及时准确地向监控中心报告路灯和电路信息。一套集中协调器拥有一个独特的系统编号，可以将它与其他同类路灯区分开来，并且可以管理多达250个路灯。

路灯监控嵌入式ZigBee和智能芯片，带有开关，具有亮度调节、电流电压采集、灯具整体集成等功能，也可安装在灯具外面或灯柱上。根据应用需要，可安装温度传感器、防盗报警器等。