基于物联网的太阳能LED路灯监控系统设计与研究

【摘要】：随着城市化进程的加快,城市道路照明设施的规模也在不断扩大。道路照明在保障夜间交通安全,减少夜间犯罪,提供舒适生活环境等方面起着非常重要的作用。但路灯规模的发展也面临着以下两方面的挑战：一方面,道路照明每年都带来大量的电能消耗,如今亟需更加节能的照明方案；另一方面,随着路灯规模的扩大,路灯的管理与维护变得更加的困难,如何对路灯实行有效的监控已成为路灯发展必须要解决的一项重大问题。 鉴于大功率LED光源光效高、寿命长的特点,论文首先将LED光源与太阳能紧密结合,设计开发了一款太阳能LED路灯控制终端,并达到了预定的性能指标要求。为了实现对路灯的远程监控,论文在深入分析、研究IEEE802.15.4标准以及ZigBee规范的基础上,提出了一种基于ZigBee与GPRS的远程监控方案,通过TI公司的CC2530,成功组建了底层路灯ZigBee监控网络,网络中的ZigBee协调器节点继而通过GPRS模块与远程计算机建立TCP连接,成功实现了对路灯的远程监控。论文采用C#语言完成了远程监控软件的设计和实现,软件通过套接字实现与GPRS模块的TCP通信,基于数据库实现路灯信息的存储与管理。论文最后对系统的软硬件进行了调试分析,并对系统设计过程中的部分工程问题进行了讨论。 论文从实际应用出发,详细介绍了一种基于物联网的太阳能LED路灯监控系统的设计过程与实现方法,具有一定的理论深度与较高的工程应用价值。 【关键词】：LED路灯 ZigBee Z-Stack GPRS 远程监控
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM923.5;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 背景及意义7-8
• 1.2 技术现状及趋势8-9
• 1.2.1 物联网技术现状及趋势8
• 1.2.2 路灯监控技术现状及趋势8-9
• 1.3 作者主要工作9-10
• 1.4 论文内容安排10-11
• 2 基于物联网的太阳能LED路灯监控系统总体设计11-17
• 2.1 系统功能和技术指标要求11-13
• 2.1.1 控制终端功能和技术指标要求11-12
• 2.1.2 监控网络功能和技术指标要求12-13
• 2.2 系统总体方案设计13-16
• 2.3 本章小结16-17
• 3 基于物联网的太阳能LED路灯监控硬件设计与研究17-35
• 3.1 控制终端硬件设计17-25
• 3.1.1 控制终端主模块设计17-19
• 3.1.2 电源模块设计19
• 3.1.3 充电模块设计19-21
• 3.1.4 放电模块设计21-23
• 3.1.5 驱动模块设计23-25
• 3.2 网关硬件设计25-34
• 3.2.1 ZigBee技术简介25-26
• 3.2.2 ZigBee模块设计26-30
• 3.2.3 GPRS技术简介30-31
• 3.2.4 GPRS模块设计31-33
• 3.2.5 网关主模块设计33
• 3.2.6 电源模块设计33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 基于物联网的太阳能LED路灯监控软件设计与研究35-57
• 4.1 控制终端软件设计35-40
• 4.1.1 控制终端软件总体框架35-36
• 4.1.2 初始化状态子程序设计36
• 4.1.3 空闲状态子程序设计36-38
• 4.1.4 充电状态子程序设计38-39
• 4.1.5 放电状态子程序设计39-40
• 4.2 ZigBee模块软件设计与研究40-55
• 4.2.1 ZigBee协议栈简介41-44
• 4.2.2 ZigBee网络的建立与节点入网44-46
• 4.2.3 ZigBee网络的路由算法研究46-50
• 4.2.4 ZigBee网络应用层软件设计50-55
• 4.3 GPRS通信软件设计55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 远程监控软件设计57-65
• 5.1 套接字编程57-58
• 5.2 数据库设计58-60
• 5.3 监控软件界面设计60-63
• 5.4 本章小结63-65
• 6 系统调试与工程问题讨论65-73
• 6.1 系统调试65-70
• 6.1.1 控制终端调试65-66
• 6.1.2 ZigBee模块调试66-69
• 6.1.3 GPRS通信调试69-70
• 6.2 工程问题讨论70-72
• 6.2.1 元件选型问题讨论70-71
• 6.2.2 工程实现问题讨论71-72
• 6.3 本章小结72-73
• 7 总结与展望73-75
• 7.1 总结73
• 7.2 展望73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录81-83

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