路况监测与分析的校园道路(附件)
设计了基于路况监测与分析的校园道路照明物联网设计的软件模块，包括系统网站设计、服务器端软件设计、数据库设计和扩展百度地图应用设计。通过分析路况，设计了相关路况监测控制算法。软件监听传感器模块与主控模块发送的数据，并将接收的数据存储到相应数据库中。通过分析监测的实时数据，系统自动向主控模块发送相应的控制命令，实现路灯的智能控制。用户可以通过客户端浏览网站查看路灯节点实时的工作状态，对用户数据进行相应管理，在特殊状态下，能够远程手动控制相应节点的工作状态。经过测试，网站各个控制界面能够正常运行，并且实现了多线程的数据监听。系统可以通过路况监测与分析，实现相应路灯的智能控制，从而达到绿色环保、节约能源的目的。 关键词校园道路照明，物联网，照明控制算法，网站设计，服务器监听
目 录
1引言 1
1.1研究背景与意义 1
1.2国内外研究与发展现状 1
1.3课题研究内容 2
2路况监测系统总体设计 3
2.1需求分析 3
2.2方案设计 3
2.2.1系统组成 3
2.2.2系统总体技术方案 4
2.2.3系统工作流程 6
3监控策略具体设计 7
3.1算法需求分析 7
3.2 具体路段算法研究 7
4 系统具体设计 13
4.1服务器软件架构设计 13
4.2数据库设计 14
4.3 Socket监听应用程序设计 17
4.4校园路灯控制地图界面开发与设计 18
4.5网站设计 20
4.5.1网站架构 20
4.5.2账户安全设计 21
4.5.3网站功能设计 21
4.6网站页面设计 21
4.7数据访问层程序设计 29
5系统调试 30
5.1 传感器模块监听调试 30
5.2 控制模块监听调试 31
5.3 控制命令发送调试 32
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录 38
软件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
操作说明书 38
1引言
1.1研究背景与意义
随着城市智慧化进程日益加快，特别是面向信息化浪潮推动的校园建设，如何快速开发和进一步改进出智慧、高效、节能、高质量、低成本的道路照明管理系统是一项迫切的研发任务。传统的照明控制方法，仅仅满足于简单照明和准确的开关灯控制，已经无法满足现代绿色照明要求。所以当代研究者把更多的目光放在实时监控，智能管理，视觉控制和绿色照明等方面[1]。
针对这些需求，相关领域提出了面向智慧校园的建设，所以研究基于路况监测与分析的校园道路照明物联网系统是非常必要的[2]。需要分析和研究路况并设计相关软件，寻求最优的控制算法，在满足不同照明需求的路况上最大限度的节约能源，并让广大师生深刻感受到校园道路照明物联网系统的优越性。
1.2国内外研究与发展现状
道路照明管理系统融合了很多交叉领域的知识，比如计算机与软件工程学科、电子与通信工程学科和地理信息系统研究学科等，并且成功的吸引了众多国内外研究者的目光。日本，欧洲和美国等发达地区在这方面起步较早，已经成功取得了相应智能管理控制的功能开发，比如几个处在技术研究前端的公司：德国西门子电器公司，美国通用电器公司，日本的松下电厂等[3]。古尔沙赫扎德等学者通过对灯具性能方面的改进，开发智能电网架构系统，并且利用大数据分析交通流量来具体控制管理路灯[4]。J. G. Ribeiro等学者提出协同和机会主义的交通监控系统（COTraMS），通过系统监控流量来显示路况交通流量信息 [5]。目前没有出现将路况的监测分析与智能控制路灯结合在一起。
然而我国的道路照明系统的发展还处在转型期，尚处于发展阶段，各厂家在技术上还是家争鸣，无法实现互通，且产品功能和性能无法保证。国内大部分主力放在了路况监测和车辆之间的信息传递上，但是很少有将路况与路灯结合起来。中国的道路四通八达，路灯的数量更是难以想象，但是目前路灯的管理控制系统还比较单一，这就造成了大量能源的浪费。所以，部分学者提出：一方面要加强路况的监测和分析能力，另一方面还要进行合理的照明管理，不同的路况对应不同的照明[6]。综合应用数据库管理技术、GIS技术、Web扩展技术、DTN、ITS和大数据。
目前，对于数据库管理系统而言，不仅能够存储终端设备的运行参数，还实现了数据信息的管理，如数据的增删改查，并且实现系统的可视化控制和空间数据的监测与分析。国内大部分系统采用基于数据库中心进行交互的B/S和C/S混合体系结构的分布式集成系统，首先B/S用于显示数据和下达控制指令，其次C/S用于反馈数据信息和解析控制指令 [78]。利用通信协议转换和数据接口适配的网络数据结构平台实现实时数据的观察与共享。
其次，目前通信技术的发展较为完善，网络覆盖范围大，并且通信的可靠性较高，这对路况监控照明系统提供了可靠的保障[9]。对于Internet网络而言，它是基于多个通用协议的基础上进行信息交换的，用于多路由器和小网络的全球信息资源的整合和共享的互动平台。客户端浏览器通过Internet网络访问服务器操作系统，而服务器端系统可以通过Internet网络访问百度地图服务器，获取百度地图API [10]。
而GIS技术，目前国内外电子地图主要有两大主流代表，分别是百度地图和Google地图。它们的功能性、开放性、维护性都能满足系统的需求，但是在性能参数上有一定的差异。如表11所示。通过比较发现，百度地图与谷歌地图相比较而言，界面更加美观，中国地区的数据更加详细、丰富、反馈性能更强，并且百度地图还支持用户开发使用。所以国内的路况监测分析照明系统多采用百度地图[11]。
表11 百度、谷歌地图比较
1.3课题研究内容
通过对道路对象的监测分析来调控具体灯的亮灭，实现智能化的路灯控制，达到高效并且节能环保的目的。系统对算法、远程通信、百度地图扩展、数据库、Socket通信和.NET技术进行了相应研究。
目 录
1引言 1
1.1研究背景与意义 1
1.2国内外研究与发展现状 1
1.3课题研究内容 2
2路况监测系统总体设计 3
2.1需求分析 3
2.2方案设计 3
2.2.1系统组成 3
2.2.2系统总体技术方案 4
2.2.3系统工作流程 6
3监控策略具体设计 7
3.1算法需求分析 7
3.2 具体路段算法研究 7
4 系统具体设计 13
4.1服务器软件架构设计 13
4.2数据库设计 14
4.3 Socket监听应用程序设计 17
4.4校园路灯控制地图界面开发与设计 18
4.5网站设计 20
4.5.1网站架构 20
4.5.2账户安全设计 21
4.5.3网站功能设计 21
4.6网站页面设计 21
4.7数据访问层程序设计 29
5系统调试 30
5.1 传感器模块监听调试 30
5.2 控制模块监听调试 31
5.3 控制命令发送调试 32
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录 38
软件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
操作说明书 38
1引言
1.1研究背景与意义
随着城市智慧化进程日益加快，特别是面向信息化浪潮推动的校园建设，如何快速开发和进一步改进出智慧、高效、节能、高质量、低成本的道路照明管理系统是一项迫切的研发任务。传统的照明控制方法，仅仅满足于简单照明和准确的开关灯控制，已经无法满足现代绿色照明要求。所以当代研究者把更多的目光放在实时监控，智能管理，视觉控制和绿色照明等方面[1]。
针对这些需求，相关领域提出了面向智慧校园的建设，所以研究基于路况监测与分析的校园道路照明物联网系统是非常必要的[2]。需要分析和研究路况并设计相关软件，寻求最优的控制算法，在满足不同照明需求的路况上最大限度的节约能源，并让广大师生深刻感受到校园道路照明物联网系统的优越性。
1.2国内外研究与发展现状
道路照明管理系统融合了很多交叉领域的知识，比如计算机与软件工程学科、电子与通信工程学科和地理信息系统研究学科等，并且成功的吸引了众多国内外研究者的目光。日本，欧洲和美国等发达地区在这方面起步较早，已经成功取得了相应智能管理控制的功能开发，比如几个处在技术研究前端的公司：德国西门子电器公司，美国通用电器公司，日本的松下电厂等[3]。古尔沙赫扎德等学者通过对灯具性能方面的改进，开发智能电网架构系统，并且利用大数据分析交通流量来具体控制管理路灯[4]。J. G. Ribeiro等学者提出协同和机会主义的交通监控系统（COTraMS），通过系统监控流量来显示路况交通流量信息 [5]。目前没有出现将路况的监测分析与智能控制路灯结合在一起。
然而我国的道路照明系统的发展还处在转型期，尚处于发展阶段，各厂家在技术上还是家争鸣，无法实现互通，且产品功能和性能无法保证。国内大部分主力放在了路况监测和车辆之间的信息传递上，但是很少有将路况与路灯结合起来。中国的道路四通八达，路灯的数量更是难以想象，但是目前路灯的管理控制系统还比较单一，这就造成了大量能源的浪费。所以，部分学者提出：一方面要加强路况的监测和分析能力，另一方面还要进行合理的照明管理，不同的路况对应不同的照明[6]。综合应用数据库管理技术、GIS技术、Web扩展技术、DTN、ITS和大数据。
目前，对于数据库管理系统而言，不仅能够存储终端设备的运行参数，还实现了数据信息的管理，如数据的增删改查，并且实现系统的可视化控制和空间数据的监测与分析。国内大部分系统采用基于数据库中心进行交互的B/S和C/S混合体系结构的分布式集成系统，首先B/S用于显示数据和下达控制指令，其次C/S用于反馈数据信息和解析控制指令 [78]。利用通信协议转换和数据接口适配的网络数据结构平台实现实时数据的观察与共享。
其次，目前通信技术的发展较为完善，网络覆盖范围大，并且通信的可靠性较高，这对路况监控照明系统提供了可靠的保障[9]。对于Internet网络而言，它是基于多个通用协议的基础上进行信息交换的，用于多路由器和小网络的全球信息资源的整合和共享的互动平台。客户端浏览器通过Internet网络访问服务器操作系统，而服务器端系统可以通过Internet网络访问百度地图服务器，获取百度地图API [10]。
而GIS技术，目前国内外电子地图主要有两大主流代表，分别是百度地图和Google地图。它们的功能性、开放性、维护性都能满足系统的需求，但是在性能参数上有一定的差异。如表11所示。通过比较发现，百度地图与谷歌地图相比较而言，界面更加美观，中国地区的数据更加详细、丰富、反馈性能更强，并且百度地图还支持用户开发使用。所以国内的路况监测分析照明系统多采用百度地图[11]。
表11 百度、谷歌地图比较
1.3课题研究内容
通过对道路对象的监测分析来调控具体灯的亮灭，实现智能化的路灯控制，达到高效并且节能环保的目的。系统对算法、远程通信、百度地图扩展、数据库、Socket通信和.NET技术进行了相应研究。
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