[发明专利]一种基于物联网的综合管廊智能照明控制系统

说明书

一种基于物联网技术的综合管廊智能照明控制系统，对管廊内部人员流动以及管廊内外光照强度进行检测并将数据无线传输到外部设备，对管廊的LED灯组进行远距离在线控制，控制系统主要包括数据采集模块、ZigBee无线通讯传输模块、LED灯组功率调节模块、微控制器最小系统以及远程上位机应用平台五大部分。通过微控制器STM32实现数据的采集，采用ZigBee的无线传输方式，将传感器采集的数据信息上传到远程上位机，数据库存储信息供应用平台调用，利用模糊集理论及D‑S证据理论融合算法完成管廊内外多光照强度传感器的数据融合，提供决策级判断，采用PWM方式调节LED灯组的功率，实现远程控制管廊内部LED灯组的打开与关闭操作、功率模式的转换等。

技术领域

本发明属于照明控制系统领域，涉及一种基于物联网技术的综合管廊智能照明控制系统。

背景技术

目前，我国管廊照明大部分还是采用传统的光源，存在照明效果不佳、寿命短、控制效果差、电能资源浪费、运营成本高等问题，对于基于LED灯具的智能控制应用较少。另外，对于现有的智能照明控制系统，控制灯的开关电源模块大多为温控开关、声控开关以及光感开关，照明开关大部分设置在管廊内的各个设备房、区间防火分区等，对灯具无法进行远程控制。考虑到管廊区间长度较长，现场的照明开关数量布置较多，每次开关灯比较麻烦，还容易出现人为漏关灯、灯的亮度不能根据需要自动调节现象，从而造成电力资源浪费，且反复开关不利于灯具的使用寿命。

近年来随着物联网技术的快速发展，人们对物联网技术的研究也日渐加深，物联网概念广泛出现在各行各业。数据融合是物联网技术的显著特征之一，对提高系统的智能化程度具有重要意义。随着系统的日益复杂，显然单一传感器检测信息与上位机交互进行决策判断有很大的局限性，而应用多传感器信息融合技术进行决策判断相比于单传感器检测信息更加可靠与准确。如今数据融合技术也受到国内学者的广泛关注，北京微电子技术研究所的李文杰等人研究一种多传感器数据融合的自主定轨技术，实现微纳卫星的高可靠长期自主定轨；西安建筑科技大学的王铭艺、贺利乐等人提出一种多传感器信息融合的移动机器人定位算法，实现表明了方法的有效性和实用性。相比于照明系统的传统控制方法，将信息无线传输、多传感器数据融合等物联网技术融合在照明控制系统不仅可以有效解决资源浪费问题，而且能够实现对灯具远程控制、监测与保护等。综上所述，综合管廊的智能照明控制系统的设计是非常有必要的。

发明内容

针对目前管廊照明系统缺陷及不足，提出一种基于物联网的智能LED照明集中化和远程化的控制系统。

为了实现对综合管廊照明系统的智能控制，本发明所采取的技术方案如下。

综合管廊智能照明系统主要由信息采集模块、无线通信部分和远程上位机监控部分组成。硬件部分主要由电源稳压模块、管廊内部亮度采集电路、管廊内部人员信息采集电路、滤波电路、ZigBee无线通信模块、LED灯组功率调节电路以及微控制器组成。

所述电源稳压电路，为保证本系统正常供电，需设计三种稳压电路，分别是12V电源电路、5V电源电路、3.3V电源电路。其中流入的直流电压范围是15V-40V，经过稳压芯片LM2596S-12.0输出12V直流电压，供LED功率调节电路使用；输入7V-40V的直流电压，利用稳压芯片LM2596S-5.0输出5V直流电压，为LED功率调节电路、HC-SR501红外探测电路、人员流动信息采集电路供电；输入12V直流电压，然后利用芯片LM7850CT和芯片ASM1117-3.3将电压稳定在3.3V，供MAX44009亮度采集电路、ZigBee无线通信模块、STM32F103C8T6、复位电路和下载口使用， LM7805CT的电源稳压芯片，将12V电压转换为5V，其内部还有频率补偿器和一个固定频率振荡器，使得外围结构简单，不需太多外围器件，输出电流可达3A，足够外部扩展使用；选用AMS1117-3.3电源转换芯片，将5V电压转换为系统控制器需要的3.3V电压，该芯片提供电流限制和热保护，电源电压输出精度高，误差在1%内，最大1A的负载电流及最大输入20V电压。