news 2026/4/19 14:49:10

基于Lora物联网的公路隧道按需照明控制系统(有完整资料)

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张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
基于Lora物联网的公路隧道按需照明控制系统(有完整资料)

资料查找方式:

特纳斯电子(电子校园网):搜索下面编号即可

编号:

T0662310M

设计简介:

本设计是基于Lora物联网的公路隧道按需照明控制系统,主要实现以下功能:

从机通过超声波模块检测车距
从机通过红外对管检测隧道车流量
从机通过光敏电阻检测隧道外光照强度
主机通过Lora连接从机,控制隧道内灯光
主机通过oled显示车流量,车距等信息
主机通过按键设置模式,灯光强度等
主机通过WiFi模块连接阿里云,实现远程控制

电源: 5V
传感器:超声波模块(HC-SR04)、红外对管(FC-33),光敏电阻
显示屏:OLED12864
单片机:STM32F103C8T6
执行器:USB灯
人机交互:独立按键,Lora模块(ATK-LORA-01),WiFi模块(ESP8266)

标签:STM32、OLED12864、HC-SR04、FC-33、ATK-LORA-01、ESP8266

题目扩展:基于单片机的智能隧道照明控制系统、基于物联网的智能照明控制系统、智能灯光系统

基于Lora物联网的公路隧道按需照明控制系统可以分为三个主要部分:中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述:

一、系统概述

本设计基于STM32单片机构建了Lora物联网的公路隧道按需照明控制系统,分为从机和主机两大部分。两者均包含中控部分(STM32单片机)、输入部分和输出部分,实现隧道照明的智能化管理。

二、从机部分

  1. 中控部分:采用STM32单片机作为核心控制器,负责接收输入数据、进行内部处理和控制输出。

  2. 输入部分:

    • HC-SR04超声波测距模块:检测车辆与隧道的距离,为灯光控制提供依据。
    • 光敏电阻:监测隧道外的光照强度,用于调节隧道内灯光亮度。
    • 2个红外对管:检测隧道内的车流量,实现按需照明。
    • 供电电路:为从机系统提供稳定的电源。
  3. 输出部分:

    • USB灯:根据检测到的车距和车流量,自动调节隧道内灯光亮度。
    • LORA模块:将从机数据实时传输给主机,实现远程监控。

三、主机部分

  1. 中控部分:同样采用STM32单片机,负责接收并处理从机数据,同时控制输出部分。

  2. 输入部分:

    • 独立按键:用于切换照明模式、手动调节灯光亮度。
    • LORA模块:接收从机数据,实现数据互通。
    • 供电电路:为主机系统提供稳定的电源。
  3. 输出部分:

    • OLED显示屏:实时显示系统名称、车距、车流量、外部光强、内部灯光亮度和模式等信息。
    • WIFI模块:连接手机APP,实现远程监控和控制,同步显示内容至手机端。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图,然后导出PCB进行连线,最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程,第一部分是电源模块,将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接,焊接好之后插入Type-C电源,指示灯点亮,电源模块测试正常。第二部分是显示模块,排母焊接好后,将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板,因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路,所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是红外对管。第七部分是LORA模块。下图5-1为焊接完整实物图:

图5-1电路焊接总图

5.2信息显示

如图5-3,显示系统名称、车距、车流量、外部光强和内部灯光亮度,若模式标志位为0,显示自动模式,否则显示手动模式。

图5-2 信息显示图

5.3亮度设置

如图5-3,如果按键1被按下,则切换模式。如果按键2被按下手动模式下亮度加。如果按键3被按下,手动模式下亮度减。

图5-4亮度设置显示图

5.4 云智能APP测试

如图5-5所示为云智能APP测试。

图5-4 云智能APP测试显示图

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、蜂鸣器、红外对管、

LORA。

图6-1 仿真设计总图

6.2 信息显示

如图6-3所示,显示系统名称、车距、车流量、外部光强和内部灯光亮度,若模式标志位为0,显示自动模式,否则显示手动模式。

图6-2信息显示图

6.3亮度设置

如图6-3,如果按键1被按下,则切换模式。如果按键2被按下手动模式下亮度加。如果按键3被按下,手动模式下亮度减。

图6-3亮度设置图

6.4 WIFI串口测试

如图6-4所示为 WIFI串口测试。

图6-4 WIFI串口测试显示图

设计说明书部分资料如下

设计摘要:

在现代交通体系中,公路隧道作为重要的交通基础设施,其照明系统的合理性与高效性至关重要。基于 LoRa 物联网的公路隧道按需照明控制系统的出现,为解决传统隧道照明系统存在的问题提供了创新性的解决方案。

传统公路隧道照明系统通常采用定时控制或人工控制的方式,难以根据实际交通状况和环境变化进行精准调节,往往导致能源浪费或照明不足影响行车安全等问题。而基于 LoRa 物联网的按需照明控制系统则能够实现智能化、动态化的照明控制。

该系统主要由传感器模块、LoRa 通信模块、控制中心和照明设备组成。传感器模块分布在隧道内不同位置,实时采集光照强度、车辆流量、车速等数据。这些数据通过 LoRa 通信模块传输至控制中心,LoRa 技术具有低功耗、远距离传输、抗干扰能力强等优势,能够确保数据传输的稳定性和可靠性。

控制中心对接收的数据进行分析处理,根据预设的算法和策略,动态调整隧道内照明设备的亮度。当有车辆进入隧道时,系统能够迅速感知并根据车辆的位置和行驶速度,逐步提高相应区域的照明亮度,为驾驶员提供良好的视觉环境,保障行车安全。而在没有车辆通行的区域或时段,系统则降低照明亮度,以达到节能的目的。

此外,该系统还具备远程监控和管理功能。管理人员可以通过网络平台实时查看隧道内的照明情况、交通状况以及系统运行状态,并且可以根据实际需要远程调整照明参数和控制策略。这不仅提高了管理效率,也为及时发现和解决问题提供了便利。

从节能方面来看,基于 LoRa 物联网的按需照明控制系统能够根据实际需求调整照明亮度,避免了不必要的能源消耗。据统计,与传统照明系统相比,该系统可以实现显著的节能效果,降低能源成本。

从安全角度考虑,系统能够根据车辆的动态变化及时调整照明,为驾驶员提供清晰、稳定的视觉环境,减少因照明不足或过度造成的视觉疲劳和安全隐患,大大提高了公路隧道的行车安全性。

总之,基于 LoRa 物联网的公路隧道按需照明控制系统以其智能化、高效节能、安全可靠等特点,为公路隧道照明提供了一种全新的解决方案,具有广阔的应用前景和重要的现实意义。

关键词:单片机;LORA模块;人机交互;超声波模块;OLED12864;红外对管

字数:14000+

目录:

设计说明书

合肥特纳斯科技有限公司

摘 要

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

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

3.3 显示模块

3.4 红外对管

  1. 3. 6 LORA模块

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 主机按键功能图

4.4 主机显示函数流程图

4.5 从机处理函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2信息显示

5.3 亮度设置

5.4 云智能APP测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2 信息显示

6.3 亮度设置

6.4 WIFI串口测试

结 论

参考文献

致 谢

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