1. 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)
1.1 题目背景
目前我国各级城市对城市照明的管理基本以分散时控方式为主,即在路灯配电箱中安装定时器,按预定的时间自行开/关灯;对有些景观灯开关通常是人工手动控制方法。
现行的方法存在以下缺点:第一不能及时调整开/关灯的时间,更无法及时反映照明设施的运行情况;第二现行管理方法针对照明设施故障率高的问题,维护困难,故障的发现只有等待巡视人员到达现场才能发现,或者被动地等待市民的电话反映,难以做到及时维修;第三随着城市规模的不断扩大,城市照明控制范围越来越广,照明设施日常管理和维护的工作量成倍增加,导致照明设施管理人员每天疲惫不堪;第四现行管理方法无法做到及时准确的开关灯,浪费了大量的电力资源,经统计我国路灯照明耗电约占总耗电量的15%,如何提高照明设施管理水平,节能减耗是照明设施管理人员需要每天面对的难题。
计算机和网络技术的飞速发展使得互联网得到越来越广泛的应用,由此产生的基于互联网的照明远程控制技术为传统的控制领域开辟了新的前景,将会大大推动照明控制技术的发展。
随着互联网背景下人们多元化需求的日益提升,照明系统在满足高水平的照明设计和品质优良的照明设备以外,拥有一套安全可靠、灵活多变的控制操作系统对于构建现代化的照明体系发挥着重要作用。借助当今先进的通信和计算机技术,实现了城市照明设施系统的计算机集中控制、监测与管理,从而根据不同的使用环境、不同的使用功能及不同的照明需求,编制出各种不同的控制方案,通过各种控制方案的有机结合,制造出各种不同的照明效果。因此,本文的选题符合社会化的需求,是当今函待解决的重要课题。
1.2 研究意义
在互联网+发展背景下,采用集计算机集控技术与智能管理技术于一体的照明远程控制系统是实现智能化管理发展的必然方向,是城市现代化的重要标志。它的推广和采用,不仅能有效提高照明设施管理效率和服务质量,而且在节约能源、保护环境、保证社会安全等方面也将产生巨大的效益,对于照明设施的现代化控制管理具有非常重要的意义和社会应用价值。
1.3 国内外相关研究情况
国外城市照明控制系统已经比较成熟,普遍利用计算机控制道路照明设施,如新加坡、法国、西德和瑞士等国,已经实现了自动化的遥控、遥测、遥信、遥调、遥视功能,实现与城市综合管理系统的有效融合,突出体现了现代城市照明管理的发展方向:
(1)引入节能控制
照明设施控制系统从最初所赋予照明设施现场工况监视和照明设施开关控制功能,随着各种节能技术的融入,逐渐演化到监控十节能控制功能,发展到集体监控功能和节能控制于一体的新型照明设施控制系统。
(2)控制粒度更细化
在传统的照明设施控制系统中,一个远程控制终端所监控的是数十盏甚至数百盏照明设施。随着GPRS和低压(22ov)电力载波通信技术的日益成熟,很多城市的照明设施控制引用了所谓的单灯控制器LCU(LampControlUnit)。LCU安装在每盏照明设施灯头处,可以对4每盏照明设施进行监控。LCU采用电力载波方式与终端通信,将每盏照明设施的工作状况传递给终端,再由终端转发到监控中心,监控中心可以确切地知道某盏照明设施的工作状况。
(3)监控系统的远程化
新型的照明设施监控系统中,监控中心与终端直接采用GPRS无线通信交换信息。由于GPRS采用标准的TCP/IP协议,这就使照明设施监控系统与Internet互联网无缝衔接在一起。照明设施监控系统融入到Internet后,传统监控系统中的监控中心的功能被淡化了,因为融入到Internet的照明设施监控系统,允许监控人员在任何时候、从任何地方获取照明设施现场的工作状况并对其实施控制。
而我国的照明设施管理设备发展还比较缓慢,许多地区的照明设施控制仍然由钟控器定时开关,没有实现集中管理,故障率高,同时无法掌握照明设施运行的相关信息,照明设施管理部门不能及时了解照明设施运行状况。设备的运行状况只能依靠人工巡检,耗费大量的人力、物力,效率还非常低,不能满足现代社会对城市高效管理的要求。
为了提高照明设施管理的水平,我国从上个世纪九十年代开始了城市照明设施远程监控技术的研究。进入新世纪以来,我国在照明设施远程监控技术方面进行了广泛的探索,取得了宝贵的经验。紧接着上海、广州、长沙等城市都针对各自地区照明管理的现状,研发推出了专用照明设施监控软件、城市照明集中控制系统等较为先进的照明管理设备,引入了GPRS技术、计算机技术、检测技术等成熟的现代技术,初步实现了对照明设备的遥测、遥信、遥控等功能。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 研究的主要内容
(1)系统功能图
本软件程序是基于百度在线地图的二次开发利用,在此次开发过程中利用百度地图API的扩展接口,进行网站开发设计。涉及的相关地图信息由第三方软件百度地图提供。
1)系统客户端主要分为用户管理模块、路灯管理模块、路灯分组管理模块和地图功能模块。如图2.1所示:
图2.1
2)服务器端的功能包括对数据的查询、增加、删除、修改和客户端对数据的请求,如图2.2所示:
图2.2
(2)系统E-R图,如图2.3所示
图2.3
(3)系统功能
本系统主要实现用户对照明设备的管理,主要包括:
1)照明设施在地图上的自动标注
自动标注为基于数据库的操作,在数据库中添加路灯的相关信息,如坐标位置、开关状态、开关时间等,在地图界面可以自动显示出所添加的路灯。
2)百度地图中照明设施标注的手工管理
照明设施标注的手工管理可以在地图上进行手工添加标注,添加的标注信息会存入数据库。
3)百度地图中照明设施状态的添加显示
在地图上可以手动控制离散的设施,更改其的显示状态。也可以通过设置照明设施的开关时间,系统自动控制设施的显示。
4)照明设施的分组管理
照明设施可以通过路段进行分组管理,分组后的设施可以进行分组管理操作,控制同一组灯的开关状态,管理同一组灯的信息,手工设置同一组照明设施状态参数。
5)基于百度地图查看照明设备
这一功能基于百度地图,通过基本的地图操作例如测距、拖拽、放大缩小,来查看照明设备的位置和基本信息。
6)用户管理
管理人员需是用户名和密码登陆后台,进行设施管理的相关操作。没有用户名和密码的用户只能在系统前台进行相关的信息查看。
2.2 研究方案、研究方法或措施
(1)研究方案
本系统的方案是将城市照明控制系统设计为 C/S 模式,其中客户端在 Android 平台上运行,利用 Android 系统自带的 GPS 定位、高速无线互联网的支持,实现客户端与服务器端的通令联系。系统的物理架构由数据库、客户端和服务器端三大部分组成。
数据库:。数据库存储的信息有照明设备的基本信息,用户基本信息以及操作记录日志信息。系统采用了本地/服务器双存储方式,其中静态信息和用户经常使用的数据保存在用户移动终端SQLite 数据库中,其他大部分信息保存在服务器端的MySQL数据库中。数据库主要负责存储系统运行时所需的数据信息
客户端:移动客户端是运行于基于Android平台的智能手机上。客户端提供人机交互的界面。
服务器端:服务器端使用Weblogic服务器,用于处理客户端和数据库之间的信息服务,并负责信息的及时更新;还包括根据客户端的请求做出相应的服务。系统开发平台是 Windows 7 操作系统,Myeclipse作为开发工具。
(2)研究方法或措施:通过对各种文献数据的查阅和网络信息搜索,并在阅览室查阅和打印资料,对其进行分析、归类,目的为了获得与本研究相关的最全面,最新的信息。掌握国外和国内涉及照明设施控制系统的发展现状及关键技术。在明晰互联网+发展趋势下,把握国内外关于照明设施控制软件的重点发展方向,尽可能更多更全面的掌握他人的的研究结论,以便对今后的研究工作提供有帮助的参考。
3. 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作
3.1 本课题研究的重点
以现代软件是设计理念为基准,构建适用于照明实施远程控制的系统,保障系统的可靠性及可维护性。
3.2本课题研究的难点
(1) 如何围绕通信模块,将其与互联网+的技术相融合,实现照明设施远程控制的可行性。
(2) 设计的照明设施控制系统如何提出系统稳定运行的方案,为现实应用提供有价值的参考。
3.3前期已开展的工作
已完成对国内外照明控制系统发展现状的调研,明晰互联网+背景下照明系统的发展趋势。 同时,基于调研完成了远程控制系统的需求分析。
基于调研展开需求分析,得出需求分析的目标及主要任务:
(l)登录管理需求:针对各个级别的用户,利用登录的信息提供对照明控制系统不同的操作权限。例如对某一区域的用户只提供该地区的照明设备的管理。
(2)实时查询需求:根据照明设备的名称或者相关有效关键字,可以查询该设备在系统中运行的时间、状态等基本信息。
(3)实时控制需求:对某一或者某一区域的照明设备可以进行动态的改变照明的状态,例如调整亮度和点亮或者熄灭。
(4)管理员模块:简历系统管理员模块,使用最高权限,可对用户的权限和记录日志进行操作。
(5)数据库表的设计需求:用户表,管理员表,设备信息表,操作日志表,每张表都使用独立的ID作为唯一主键;用户表和管理员表之间提供关联字段作为权限的设置;设备信息表需要包括设备的名称,安装时间,唯一标识信息等;操作日志作为记录表,是用于记录对设备进行查询或者操作的一系列记录日志,包括时间,操作人,操作内容等信息。
上述问题,集中反映了目前城市照明管理的现状。由此可见,加快照明设施控制系统的改造,融合计算机控制技术、电力线载波,无线通信和数字信号处理技术,提高照明设施控制的智能化,建立一个高效、节能、可靠的照明设施远程控制系统是迫切需要研究的一个课题。
4. 完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
第1周——第3周:完成论文的开题报告,明确选题背景及意义。
第4周——第5周:分析和完善论文提纲,整理已有材料,提炼观点。
第5周——第7周:进一步收集补充材料,安排写作结构和层次,确定创新点。
第8周——第11周:就提纲完成论文初稿。
第12周——第13周:与指导老师沟通,对论文进行修改。
第14周——第14周:论文格式和文字校验,反复检查。
第15周——第16周:论文定稿,制作论文答辩PPT,准备论文答辩。
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