基于物联网技术的公路隧道智能照明系统.pdf

公路隧道照明系统作为保障隧道运行安全的重要组成部分，在实际应用中面临诸多挑战。传统的照明系统由于无法根据实际环境自动调节照明度，导致能耗浪费和安全隐患。为了解决这一问题，本文提出了基于物联网技术的公路隧道智能照明系统。该系统通过运用物联网技术采集关键数据信息，并应用模糊控制算法对隧道照明实施智能控制，从而实现照明度的动态调节，满足安全和节能的双重需求。 物联网技术的核心在于将各种物理对象通过网络连接起来，实现信息的交换和通信。在公路隧道照明系统中，物联网技术的应用涵盖了数据采集、处理、传输和控制等多个方面。系统中的核心部分是嵌入式控制系统，其核心处理器选用ARM9微处理器，负责数据的采集和处理，以及远程数据的上传和接收控制命令。具体而言，嵌入式系统通过访问光照传感器获取隧道内各位置的光照强度数据，通过智能电表采集照明电能消耗数据，以及通过线圈检测器终端获取车流信息。这些数据通过打包处理后，通过无线网络，特别是4G网络，上传至远程服务器终端。 隧道照明的控制策略基于模糊控制算法。该算法根据隧道的自然光照强度和车流量等数据，动态调整照明灯具的开启数量。当自然光照较弱时，为避免“黑洞效应”，在隧道入口和出口位置会打开较多照明灯具，而在光照强度较高时，则相应减少照明灯具的开启数量。在隧道中间段，主要根据车流量来调整光照强度，以达到节能的目的。根据车流量的多少，系统可以调节灯具的开启数量，从而实现充足照度和节能效果的平衡。 除此之外，物联网控制系统采用分布式控制策略，嵌入式控制系统分布于隧道各处。这些分布式控制系统将采集到的照度、车流、电能消耗数据实时发送至远程服务器，以便进行分析和控制。远程服务器终端接收到数据后，将数据解压并运用模糊控制算法进行运算和分析，然后输出隧道灯具的控制量，控制不同位置灯具的开启，实现智能控制。 为了方便用户实时获取隧道照明状态，系统还集成了网页和互联网技术。远程终端可以将照度、能耗和车流等数据实时显示在网页或手机终端设备上。这些数据显示方式包括直方图、曲线图和实时数据，使得用户能够直观地了解数据的实时变化情况。 在公路隧道智能照明系统的设计方案中，除了提及的技术组件，还包括了电能数据采集子系统、车流量数据采集子系统和光照度采集子系统。车流量数据采集主要依靠环形线圈传感器来实现。这些传感器可以检测到隧道中的车辆流动情况，并将数据提供给嵌入式控制系统使用。 系统实现了对公路隧道照明的有效智能控制，旨在提供充足的照度以保障行车安全，同时尽可能减少能源浪费。通过隧道照明模糊控制算法的实施，能够在满足照度需求的同时，实现隧道照明的节能效果，达到经济与安全的双赢局面。系统的实施还需要考虑到系统的可靠性和维护便捷性，确保系统的长期稳定运行。