不脱发的程序猿 2020-10-16 22:55 采纳率: 0%
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NB-IoT的智慧路灯监控系统

目前市面上的智慧路灯建设产品质量良莠不齐,按照通信技术划分可分为基于PLC、ZigBee、LoRa技术的“两跳”接入方案和基于NB-IoT技术的“一跳”接入方案,这两种方案在一定程度上推动城市路灯便捷化管理,但是仅仅停留于路灯节点简单的数据的采集传输和开关控制,对于节能减排、数据的统计分析和路灯节点的运行状态评估并无涉及。目前市场上主流的NB-IoT智慧路灯主要功能包括远程开关路灯、根据光照调节亮度、部署摄像头监控和设备故障报警等功能,存在以下问题:

(1)路灯状态的监控管理精准度低,仅仅可以采集检测路灯节点的电压、电流、功率、耗电量信息,种类少,精度低;

(2)智能化水平低,仅仅停留在数据采集、数据存储和数据可视化层面,尚未与大数据、人工智能技术深度融合,对路灯节点数据的统计、分析和预测并没有深入研究;

(3)成本昂贵,目前主流的NB-IoT智慧路灯产品集成大量多样化的环境传感器,价格昂贵,且与传统的路灯设施脱离。

针对以上问题,遂决定设计本款智慧路灯监控系统,通信机制仍使用NB-IoT低功耗模组实现数据收、发双向通信,系统设计侧重于解决以下3点问题:

(1)高精准、多样化的数据采集技术,采集路灯节点传感数据(电压、电流、功率、功率因数、总耗电量、耗能产生二氧化碳、频率、GPS位置(经、纬度)、环境光照度、路灯节点亮度和路灯节点开关共11种传感器数据),电压、电流、功率精度±1.0%,有功电度1级,精准多样的数据采集技术是路灯节点数据统计分析和机器学习模型训练的基础;

(2)低功耗节能减排设计,低功耗节能设计体现在两方面:一、硬件控制模块核心处理器选型STM32L432系统低功耗处理器,通信方式选用NB-IoT低功耗模组,从源头做到节能;二、支持Web应用联动控制模式,远程开关控制模式、定时控制模式和根据环境光照自动调节模式,为管理者提供多样化、便捷化和节能化的管理方式;

(3)智能化设计,基于云平台的物联网服务和机器学习服务实现对采集的数据进行统计分析,分析区域路灯节点的运行状态(设备总数、在线设备、离线设备、异常设备、在线设备区域对比、设备总数区域对比、设备在线率、设备状态趋势、设备位置信息、活跃设备统计、设备数据统计图、命令状态统计、路灯12小时在线状态、路灯故障按地区统计分析、路灯故障按单位统计分析、制造厂商故障分布共16种设备分析数据),使用机器学习服务构建路灯节点运行状态评估模型,实现城市道路路灯节点的画像分析,为管理者直观展示路灯节点的使用状态,便于进一步优化路灯的控制模式。

本系统实物如下图所示:

本项目提供了一种基于NB-IoT技术的城市道路智慧路灯监控系统。在通信方式上选用NB-IoT无线通信技术,实现对路灯节点的运行状态数据上报和接收云端的控制命令,使每一盏路灯依托于路灯控制节点具有唯一标识编号并接入互联网。在处理机制上主要依托华为云平台实现数据的存储、转发、规则设定、联动控制以及机器学习模型的训练,有效地降低路灯的功耗和成本,提升路灯的管理的效率。

项目地址: https://blog.csdn.net/m0_38106923/article/details/98171634

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  • CSDN-Ada助手 CSDN-AI 官方账号 2022-09-23 19:37
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