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小区智能照明管理系统研究

当前阶段我国能源短缺、污染等问题严重制约了我国的经济发展。从各方各面都能够看出,不仅降低了工业生产的效率,同时也限制了人们生活水平的提升。因此目前阶段实施低碳发展对于保证我国的经济发展非常重要。基于物联网的小区智能照明管理系统的构建能够有效的降低小区的能源损耗,实现小区的低能耗发展。总结来说,电力载波技术在物联网照明系统中一方面扩展性较好,而且智能化高。而后期的维护和管理过程中难度也大幅降低。

1系统总体设计

基于物联网的小区智能照明管理系统的建设核心结构包含前端智能控制阶段、集中控制器以及远程控制端等部分。首先节点以及集中控制器发挥了主要的作用,在小区照明系统中能够通过载波通信实现小区的照明。整个系统在发挥作用的过程中能够实现有效的效果,而且可靠性较高,安全性较高,能够根据天气、环境的明暗自动的调节灯光的明暗,进而有效的降低小区能耗的损失等,实现我国可持续发展的理念。

整个物联网小区智能照明管理系统的设计,硬件在其中发挥了重要的作用。前段控制器主要包含微控制器、PLC数据传输模块以及光敏感传感器等,PWM和继电器与照明设备所在相电力线连接。MCU主要负责的任务为控制前端设备的作用和数据信息,对数据信息进行分析总结。光敏感传感器的作用主要是收集小区中的光照强度,根据小区内部的光照强度来确定具体的照明系统的能耗等。这种智能化的设备在一定程度上有效的实现了我国小区的稳定性,降低了小区照明系统的能耗。首先,智能化的小区照明管理系统也存在一定的电能检测模块,即能够对单灯的电压、电流进行准确的审核和检查。对于可能出现的一系列问题采取了有效的措施,能够有效保证小区照明系统的稳定性,将可能出现的故障等及时的找出并处理,保证小区的照明系统稳定性。其次,集中控制机器的选择主要由内核以及微控制器、PLC数据传输模块构成,微控制器的主要作用为通过PLC电力载波器与实际的GPRS进行连接,实现一定的通信效果,在小区照明系统当中能够发挥出有效智能化效果。再次,采取GPRS模块能够实现TCP/IP协议,集中控制器一方面能够发挥出数据传输的作用效果,将数据进行总结分析;另一方面还能够发挥出有效的控制效果,实现数据的通信,对于远程的控制和智能化的管理来说起到了基础性的作用。最后,在智能调光系统的构件上,LED照明设备的调光系统主要分为可控硅调光、模拟调光两种形式。在小区照明的过程中,能够根据实际的小区明暗状况,通过PWM脉冲技术来实现光照的调节,一方面对电压、电流进行控制;另一方面选择恰当的调光档位,实现自动化的调光模式。比如当到了夜晚时,那么PWM的占比将会达到最高,此时LED灯光会接收到控制器所传来的指令,在灯光的光强度设定上达到最高,这样将环境亮度调整到恰当的符合人们出行的亮度。通过这种PWM调节方式,如果在白天那么其占比几乎为零,LED灯光就不会发出灯光,通过这种智能化的管理和照明系统模式,有效的实现了可持续发展的理念,大大降低了小区的照明损耗。

2系统软件设计与实现

小区智能照明系统的设计主要分为两大部分,一部分为集中控制器程序;另一部分为前端控制器程序。

2.1前端控制器程序

前端控制器程序的工作原理主要是根据系统的初始化、看门狗电路、读取电力载波PLC技术的综合作用效果等。当PLC模块将MAC地址进行总结发送之后,MCU会自行中断,然后采集相应的实时时钟,对过程中的数据信息进行采集,系统会根据所收集到的相关信息数据来进行自动调光系统,判断当前开关灯强度是否达到标准的要求,其主要的工作形式和工作原理是基于监控中心而存在的。微控制器的主要模式为电力载波模块收集到PLC数据信息之后,根据实际的载波协议进行指令的判断,同时对其是否为本节点的数据信息进行判断。微控制器具备自我调节和数据分析的功能,在进行数据信息的搜集之后,能够将所收集的数据信息进行自定义协议解析,然后通过子函数的处理模式,将操作结果逐级的返回到控制端。通过自定义的协议有效的保证了数据的正确性,在传输的过程中通过自定义的控制程序等能够有效的防治数据帧的丢失,实现了照明系统的智能化[1]。

2.2集中控制器程序

集中控制器程序在设计的过程中主要含有微控制器系统中的模块初始化技术、PLC载波技术等,系统的初始化包含系统时钟初始化、向量中断控制寄存器初始化以及FLASH初始化等工作形式。系统在完成初始化之后,会通过特定的模块指令向实际进行工作的服务器进行指令的传递,通过指令构建服务器与中心控制器之间的联系。在这一过程中往往会由于信号的不稳定现象而出现数据信息的中断等现象,因此基于这一问题。小区智能化照明系统在进行信号传输和信号连续传递的过程中,会支持系统自动连接的模式,系统会自动打开定时器,然后进入循环状态,判断PLC以及GPRS模块的串口数据是否接收情况良好。如果接收情况不佳,那么会继续进行请求的传递,不断的进行循环,一直等到数据信息符合一定的要求之后,系统调用GPRS数据处理程序对数据进行解析。最终实际的服务器如果收到的数据信息来自载波串口,那么载波协议会解析该指令,对指令的具体要求进行分析和总结,然后将所定义的具体工作形式和工作内容进行上传,保证指令的有效性。反之,系统会再次进入到循环状态,只到搜索到GPRS的数据信息[2]。

3基于物联网的小区智能照明管理的核心技术

3.1电力载波技术

当前阶段,基于物联网的小区智能照明管理的核心技术为电力载波技术,电力载波技术主要是基于已经存在的电力线路,通过相应的载波调解机制,通过数字化信号实现远程的信号传输以及信号控制。在实际的运行过程中,电力载波技术的优点非常显著,一方面可靠性和稳定性非常高;另一方面穿墙性能好,所产生的辐射较小,能有效的发挥出小区照明管理系统的作用效果,且小区照明管理系统的负荷变化程度不大[3]。

3.2自定义通信协议

当前阶段智能照明系统移动端和服务器之间实现协议通信(制度,小区照明系统发展过程中,能实现内部通讯协议的设定,保证系统通信间的准确性、可靠性。最主要的是通信指令是自定义的,自定义主要是根据实际的服务器位置、照明系统的位置、照明的具体强度等数据因素来确定指令,进而构建系统完善的小区智能照明系统管理体系[4]。

4结束语

综合所述,文章主要分析探究当前基于物联网的小区智能照明系统的建设和发展,通过电力载波技术,将小区照明系统与移动终端进行连接,这样管理人员在进行管理的过程中就能够在第一时间发现当前照明系统存在的问题,第一时间发现并解决问题。同时还能够提升小区照明系统的节能降耗效率,根据实际的需求调节灯光的亮度,实现了小区智能化的管理,在未来小区发展过程中是值得进行推广和普及的[5]。

作者:白玮莉 单位:四川省建筑设计研究院

参考文献:

[1]赖思恩.基于物联网的智能楼宇舒适性节能照明系统研究[D].浙江理工大学,2014.

[2]左才松,邹旭晃,邓太平.基于物联网技术的智能照明控制系统设计[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2013,(4):54-58.

[3]乔学明,翟颖,孟平,等.基于光纤到户的智能互动用电技术研究与应用[J].电力信息与通信技术,2013,11(10):24-29.

[4]叶晓雪.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].工程技术研究,2017,(3):201-202.

[5]李荣.基于物联网的高层住宅建筑智能化探究[J].住宅与房地产,2017,(3):65.

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