基于无线网络的智能城市路灯控制系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-32-2022-041-LW
设计摘要：
本文介绍了一种基于无线网络的智能城市路灯控制系统的设计与实现。随着城市化进程的加快，传统的手动控制方式已经无法满足对路灯管理的需求。因此，设计一种智能化的路灯控制系统具有重要的意义。
该系统采用STM32单片机作为控制核心，并通过连接电压和电流传感器实时监测路灯的电压和电流，以及光敏电阻检测环境光强度。同时，通过WiFi模块实现与腾讯云平台的连接，实现远程控制和设置。
系统的软件设计主要包括路灯控制算法的设计和云平台通信协议的设计。路灯控制算法根据环境光强度和时间段进行判断，实现自动开关灯的功能。云平台通信协议设计实现了与腾讯云平台的数据交互和远程控制功能，用户可以通过云平台设置路灯的时间段和光强。
实验结果表明，该系统能够准确检测路灯的电压和电流，根据环境光强度自动开关灯，并根据时间段进行定时开关灯。同时，系统能够通过腾讯云平台实现远程控制和设置，提高了路灯管理的便捷性和效率。
本文的研究对于智能城市路灯的节能管理和智能化控制具有重要的意义。未来的工作可以进一步优化系统算法和提升系统的稳定性，以满足不同城市的路灯管理需求。这种基于无线网络的智能城市路灯控制系统有着广阔的应用前景，可以为城市的能源消耗和管理带来积极的影响。
关键词：STM32单片机、电压传感器、电流传感器、光敏电阻
字数：9000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 光照强度测量方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 光敏电阻
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 智能城市路灯控制系统实物测试
5.3 WIFI测试
5.4 光敏电阻测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2光照强度调节测试
6.3灯光调节测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着城市化进程的不断加快，城市的规模和人口都在快速增长。路灯作为城市基础设施的重要组成部分，在保障夜间行车和行人安全、维护社会治安等方面起着重要作用。然而，传统的手动控制方式已经无法满足对路灯管理的需求，因此设计一种智能化的路灯控制系统具有重要的意义。
节能管理：传统路灯通常在固定时间段内持续亮灯，而智能路灯控制系统可以根据环境光强度和时间段进行智能调节，实现按需照明，从而节约能源和降低能源消耗。提高路灯管理效率：通过智能路灯控制系统，可以实现远程监控和控制，包括灯具状态监测、故障报警、远程调光等功能，提高了路灯管理的效率和便捷性。提升城市安全性：智能路灯控制系统可以根据环境光强度实现自动开关灯，确保夜间行车和行人的安全。同时，通过远程监控和故障报警功能，可以及时发现和处理路灯故障，提升城市的安全性。降低维护成本：智能路灯控制系统可以实时监测路灯的电压、电流和灯具状态，提前发现故障并进行维修，降低了维护成本和人力资源的浪费。
综上所述，设计和实现基于无线网络的智能城市路灯控制系统具有重要的实际意义，可以提高能源利用效率、提升路灯管理效率、增加城市安全性，并降低维护成本。这种智能化的路灯控制系统有着广阔的应用前景，可以为城市的可持续发展和智慧城市建设做出积极贡献。
1.1 国内外研究现状
智能城市路灯控制系统是一个热门的研究领域，国内外都有相关的研究和应用案例。以下是国内外研究现状的一些关键点：
国内研究现状：
中国科学院计算技术研究所的研究团队开展了基于物联网技术的城市路灯智能控制系统的研究，通过传感器实时监测路灯的亮度和环境光强度，并通过物联网技术实现远程控制和管理。
北京交通大学的研究团队提出了一种基于光敏电阻和无线传感器网络的智能路灯控制系统，通过光敏电阻感知环境光强度，并通过无线传感器网络实现路灯的智能控制和管理。
国外研究现状：
美国加州大学洛杉矶分校的研究团队开展了基于无线传感器网络和云计算的智能城市路灯控制系统的研究，通过无线传感器网络实时监测路灯的亮度和环境光强度，并通过云计算平台实现远程控制和管理。
德国柏林工业大学的研究团队提出了一种基于光敏电阻和无线网络的智能路灯控制系统，通过光敏电阻感知环境光强度，并通过无线网络实现路灯的智能控制和管理。
国内外研究现状表明，智能城市路灯控制系统已经引起了广泛的关注，并取得了一定的研究进展。通过使用各种传感器和通信技术，可以实现路灯的智能化控制和管理，提高能源利用效率和路灯管理的便捷性。然而，仍然有一些挑战需要解决，如系统的稳定性、通信协议的设计和安全性等。未来的研究可以进一步完善系统算法和技术，以推动智能城市路灯控制系统的发展和应用。
1.3 课题主要内容
本设计是基于无线网络的智能城市路灯控制系统，主要实现以下功能：
1、检测路灯的电压和电流
2、检测环境光强，光强较弱，打开灯
3、可以根据时间段开关灯
4、可以根据功率的大小判断灯的好坏（用电位器模拟），蜂鸣器故障报警
5、通过WiFi模块连接云平台，可以通过云平台设置时间段和光强
