物联网技术太阳能路灯远程控制系统设计
本课题主要是设计一种基于物联网技术的太阳能路灯远程监测系统，本系统结合了物联网技术、虚拟仪器技术和单片机技术，通过电脑终端从云端读取系统的信息，监测太阳能路灯的工作状态和各个工作设备的具体参数。控制器由功能强STC12单片机完成继承其他功能模块组成。通信过程由SIM800芯片通过GPRS技术与远程控制终端在云端实现数据交互。本系统通过对天气及时间的变化进行智能化控制，能够极大限度的满足人们对路灯的需求，提高系统的实用性。供电方面采用太阳能电池，不仅能达到节约能源的目的，还省去了铺设电线以及电费所产生的费用，经济效益高。关键词 智能控制，物联网，虚拟仪器,节能
目 录
1 绪论1
1.1 课题背景及意义1
1.2 技术趋势1
1.3 国内路灯监控技术现状3
1.4 发展趋势4
2 系统总体方案4
2.1 系统需求分析5
2.2 系统特点6
3 通信方案设计6
3.1 通信协议6
3.1.1 TCP/IP协议介绍7
3.1.2 数据报文帧格式7
3.2 通信技术介绍8
4 控制器设计 10
4.1 硬件介绍 10
4.1.1 光控模块 10
4.1.2 时控模块 12
4.1.3 继电器 13
4.1.4 控制终端主体 13
4.1.5 电源部分设计 15
4.2 软件部分17
4.2.1 控制终端设计 17
4.2.2 通信模块 19
5 远程控制终端设计 20
5.1 开发环境简介 21
5.1.1 虚拟仪器简介 21
5.1.2 LABVIEW简介21
5.2 程序设计 21
5.2.1 数据采集部分程序设计 21
5.2.2 人机交互界面设计 23
5.3 数据库的建立 25
6 调试 27
6.1 硬件调试 27
6.1.1 程序下载 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
6.1.2 硬件部分功能测试 28
6.1.3 硬件调试问题分析 29
6.2 远程控制终端调试 29
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
随着煤炭、石油等资源的迅速消耗，环境污染越来越严重，而且这些不可再生资源终究有用尽的一天。面对能源的日益匮乏、电力资源供应的紧张，寻求新的可再生能源势在必行，而太阳能是一种天然无污染的新能源，取之不尽，具有绿色、安全等特点，因而受到众多国家的青睐。二十一世纪以来，改革开放的成果初步显现。我国在科研方面的实力大大提升，而在路灯方面，太阳能路灯已经成为路灯照明领域的一颗新星，众多的优点让它在道路的照明设备中迅速普及。相比之下，普通路灯的铺设麻烦，建设周期长，不仅加大了施工成本，设备的维护成本也大大提升。而太阳能路灯，因为使用太阳能供电，所以省去了铺设电缆的大量消耗，采用这种方案，不仅能大大节省人力物力，而且由于省去了电缆，因而能适应各种地形，在照明领域有着良好的发展前景[13]。
路灯的规模普及给人们夜晚出行带来了极大的便利，但是维持如此大规模的工程所耗费的电量也是令人咋舌的，而且由于传统路灯系统稳定性差，同时对天气、气候等环境的抵抗力不足，设备损耗十分严重，一旦发生故障，检查全靠人工巡路，因此日常维护所耗费的支出也是一笔不小的数目，这些对于路灯系统的管理都是不小的困难。
1.1 课题背景及意义
由于改革开放，全国大多数城市早期的基础设施都在本世纪初前后的时间段，因而现代路灯监控系统大多数城市仍然采用有线的方式，这种方式存在极大的弊端。因其采用有限控制，所以限制了路灯设施布置的灵活性，而且线材方面的花费巨大，不利于可持续发展；另一方面，布线增加了施工的难度，受限于地形不说，也不利于监控。不仅难以实时监控，而且检测完全靠人力，效率极低。现代路灯监控系统急需一种新的路灯监控方案[14]。
在灯具方面，前代路灯大多采用高压钠灯，这种灯在通高压时会发出穿透力强的黄光，透雾能力强，但是它的缺点也是显而易见的，由于需要高压运行，需要铺设高压电缆，局限性仍然是它的致命缺点。然而，随着现代光伏产业的飞速发展，LED灯的普及给路灯找明系统带来了新的曙光。LED是低压直流器件，低压、直流这两个特点意味着它在能源供给方面有着极大的便利性，太阳能、风能都可以满足它的能源需求，尤其是太阳能因其巨大的储量，而且可再生、无污染，它无疑是最合适的选择。
1.2 技术趋势
1.2.1 物联网技术
互联网无疑是现代社会的一项伟大产物，二十一世纪以来，互联网带来的是全球的信息化，它给现代人的生产生活带来了革命性的改变。而物联网则是互联网的进阶产物。
物联网植根于互联网之上，自1999年诞生以来就受到社会各界的广泛关注。物联网，英语写为“the internet of thing”,internet则是互联网，顾名思义，简单来说物联网就是物体与人、物体与物体之间相互通信的网络，而要实现这些目的，需要大量的技术手段支持，比如射频识别技术、无线数据通信等，我们常用的二维码就是物联网的一种应用[9]。
物联网已经成为现代社会众多国家互联网技术战略发展的方向，并制定了一系列的发展策略，比如美国的“智慧地球”，日本的“IJapan”，英国的“数字英国”等。
中国在2009年就建立了物联网发展专项计划，并将其列入“十二五”重点发展战略规划中，可以预见的是，“感知中国”的理念将会引领未来几十年中国物联网技术的发展。现在的物联网主要应用方式是通过传感器设备及其配套系统、二维码等，把装有传感器的物体和人联系起来，通过有线或无线设备实现物体与人、物体与物体
之间的数据交流，将收集来的数据建立数据库，通过云计算就能极大程度上实现智能化，物联网技术将给人们的生产生活带来革命性的改变。试想，如果通过对物体安装各种传感器设备，那么人类就可以实现让物体“活过来”这件事。这将大大提高生产力，事实上现在已经有大量工厂开始应用这种技术，而且电脑的精确控制能力是人类比不了的。
目 录
1 绪论1
1.1 课题背景及意义1
1.2 技术趋势1
1.3 国内路灯监控技术现状3
1.4 发展趋势4
2 系统总体方案4
2.1 系统需求分析5
2.2 系统特点6
3 通信方案设计6
3.1 通信协议6
3.1.1 TCP/IP协议介绍7
3.1.2 数据报文帧格式7
3.2 通信技术介绍8
4 控制器设计 10
4.1 硬件介绍 10
4.1.1 光控模块 10
4.1.2 时控模块 12
4.1.3 继电器 13
4.1.4 控制终端主体 13
4.1.5 电源部分设计 15
4.2 软件部分17
4.2.1 控制终端设计 17
4.2.2 通信模块 19
5 远程控制终端设计 20
5.1 开发环境简介 21
5.1.1 虚拟仪器简介 21
5.1.2 LABVIEW简介21
5.2 程序设计 21
5.2.1 数据采集部分程序设计 21
5.2.2 人机交互界面设计 23
5.3 数据库的建立 25
6 调试 27
6.1 硬件调试 27
6.1.1 程序下载 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
6.1.2 硬件部分功能测试 28
6.1.3 硬件调试问题分析 29
6.2 远程控制终端调试 29
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
随着煤炭、石油等资源的迅速消耗，环境污染越来越严重，而且这些不可再生资源终究有用尽的一天。面对能源的日益匮乏、电力资源供应的紧张，寻求新的可再生能源势在必行，而太阳能是一种天然无污染的新能源，取之不尽，具有绿色、安全等特点，因而受到众多国家的青睐。二十一世纪以来，改革开放的成果初步显现。我国在科研方面的实力大大提升，而在路灯方面，太阳能路灯已经成为路灯照明领域的一颗新星，众多的优点让它在道路的照明设备中迅速普及。相比之下，普通路灯的铺设麻烦，建设周期长，不仅加大了施工成本，设备的维护成本也大大提升。而太阳能路灯，因为使用太阳能供电，所以省去了铺设电缆的大量消耗，采用这种方案，不仅能大大节省人力物力，而且由于省去了电缆，因而能适应各种地形，在照明领域有着良好的发展前景[13]。
路灯的规模普及给人们夜晚出行带来了极大的便利，但是维持如此大规模的工程所耗费的电量也是令人咋舌的，而且由于传统路灯系统稳定性差，同时对天气、气候等环境的抵抗力不足，设备损耗十分严重，一旦发生故障，检查全靠人工巡路，因此日常维护所耗费的支出也是一笔不小的数目，这些对于路灯系统的管理都是不小的困难。
1.1 课题背景及意义
由于改革开放，全国大多数城市早期的基础设施都在本世纪初前后的时间段，因而现代路灯监控系统大多数城市仍然采用有线的方式，这种方式存在极大的弊端。因其采用有限控制，所以限制了路灯设施布置的灵活性，而且线材方面的花费巨大，不利于可持续发展；另一方面，布线增加了施工的难度，受限于地形不说，也不利于监控。不仅难以实时监控，而且检测完全靠人力，效率极低。现代路灯监控系统急需一种新的路灯监控方案[14]。
在灯具方面，前代路灯大多采用高压钠灯，这种灯在通高压时会发出穿透力强的黄光，透雾能力强，但是它的缺点也是显而易见的，由于需要高压运行，需要铺设高压电缆，局限性仍然是它的致命缺点。然而，随着现代光伏产业的飞速发展，LED灯的普及给路灯找明系统带来了新的曙光。LED是低压直流器件，低压、直流这两个特点意味着它在能源供给方面有着极大的便利性，太阳能、风能都可以满足它的能源需求，尤其是太阳能因其巨大的储量，而且可再生、无污染，它无疑是最合适的选择。
1.2 技术趋势
1.2.1 物联网技术
互联网无疑是现代社会的一项伟大产物，二十一世纪以来，互联网带来的是全球的信息化，它给现代人的生产生活带来了革命性的改变。而物联网则是互联网的进阶产物。
物联网植根于互联网之上，自1999年诞生以来就受到社会各界的广泛关注。物联网，英语写为“the internet of thing”,internet则是互联网，顾名思义，简单来说物联网就是物体与人、物体与物体之间相互通信的网络，而要实现这些目的，需要大量的技术手段支持，比如射频识别技术、无线数据通信等，我们常用的二维码就是物联网的一种应用[9]。
物联网已经成为现代社会众多国家互联网技术战略发展的方向，并制定了一系列的发展策略，比如美国的“智慧地球”，日本的“IJapan”，英国的“数字英国”等。
中国在2009年就建立了物联网发展专项计划，并将其列入“十二五”重点发展战略规划中，可以预见的是，“感知中国”的理念将会引领未来几十年中国物联网技术的发展。现在的物联网主要应用方式是通过传感器设备及其配套系统、二维码等，把装有传感器的物体和人联系起来，通过有线或无线设备实现物体与人、物体与物体
之间的数据交流，将收集来的数据建立数据库，通过云计算就能极大程度上实现智能化，物联网技术将给人们的生产生活带来革命性的改变。试想，如果通过对物体安装各种传感器设备，那么人类就可以实现让物体“活过来”这件事。这将大大提高生产力，事实上现在已经有大量工厂开始应用这种技术，而且电脑的精确控制能力是人类比不了的。
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