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《南昌航空大学》 2018年
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基于物联网的城市路灯智慧照明控制系统研究

王飞文  
【摘要】:随着云计算、大数据、AI等高科技的发展,传统的城市路灯已逐渐无法满足人们生活的需求,城市的建设已经由传统城市向新型智慧城市转变,而城市路灯智慧照明控制系统作为新型智慧城市的重要组成部分将发挥举足轻重的作用。城市路灯照明控制如手动、感应式和定时控制方式存在智能化程度低、电能浪费、维护困难及缺少人性化等问题,而智慧照明从智能调光、节能、快捷维护和人文关怀等角度考虑,为人们道路出行提供舒适绿色的照明。城市路灯智慧照明控制系统涉及的技术包括:系统电路设计、ZigBee、GPRS、后台软件、移动APP和智能调光等。该系统由路灯节点控制器、集中控制器、云服务器、后台管理系统、手机APP和数据库六部分组成。本文主要研究内容:首先设计了拥有光照强度、车流量、电压电流数据采集和ZigBee组网等功能的路灯节点控制电路;其次设计了具有数据中转及远程无线通信功能的集中控制器电路;再次开发了具备数据分析处理、显示、地图定位和故障报警功能的后台管理系统与手机APP;最后研究了可根据不同人车流量、光照强度等环境因素自动改变调光等级的有向无环图六分类智能调光算法。本文的创新点:针对城市路灯调光不及时、不准确和智能化程度低的问题,提出有向无环图支持向量机(DAG-SVM)六分类智能调光算法。该算法首先采用最小序列优化方法提高支持向量机解最优解的速度;然后选用线性、多项式和高斯核函数的支持向量机构建有向无环图支持向量机六分类调光模型;最后再利用该调光模型对人车流量、光照强度等数据进行分类,后台管理系统根据分类结果下发相应的调光等级指令,以实现系统智能调节路灯亮度。系统测试结果表明:采用了有向无环图支持向量六分类调光算法的智慧照明控制系统不仅调光更智能准确,而且系统节能达到63.0%,与传统的手动、感应式和定时路灯控制方式相比,节能效率分别提升57.5%、14.5%和5.0%。
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