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LGWL-JT02型 物聯(lián)網(wǎng)智慧城市交通實(shí)訓系統
品牌：理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà)：010-82827827 82827835
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
LGWL-JT02型 物聯(lián)網(wǎng)智慧城市交通實(shí)訓系統通過(guò)操作演示，讓學(xué)生對城市智慧化有直觀(guān)的了解，通過(guò)熟悉每個(gè)子系統的實(shí)現原理和業(yè)務(wù)邏輯，掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在行業(yè)應用的方法。
系統綜合運用傳感器檢測技術(shù)、工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、嵌入式系統開(kāi)發(fā)、Android應用技術(shù)、系統集成、平臺運維等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，將城市基礎設施監測、垃圾環(huán)保監測、道路交通管理、社區安防監控、城市宜居環(huán)境監測、城市水資源監測、電力能耗監測、智慧大棚等與城市息息相關(guān)的數據通過(guò)網(wǎng)關(guān)統一接入到中國移動(dòng)Onenet平臺或泛太云服務(wù)平臺，由平臺進(jìn)行感知層設備注冊、數據上傳、數據存儲、命令下發(fā)，可搭建城市應用子系統，實(shí)現信息可視化顯示、設備遠程控制；支持網(wǎng)關(guān)參數聯(lián)動(dòng)，對非正常狀況作出判斷，實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)報警，實(shí)現城市信息的智慧化管理。
二、系統架構
系統采用B/S架構，由市政系統、環(huán)保監控系統、交通管理系統、安全管理系統、環(huán)境監測系統、水質(zhì)監測系統、能源監測系統、園林智慧大棚等系統組成，均采用WiFi無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與智能網(wǎng)關(guān)通信，網(wǎng)關(guān)支持MQTT協(xié)議接入中國移動(dòng)Onenet平臺或泛太物聯(lián)網(wǎng)云平臺（二選一），將終端傳感器數據、執行器狀態(tài)推送到平臺，接收平臺下發(fā)命令，實(shí)現云端遠程采集控制。系統架構如圖所示：
三、系統功能
包含八個(gè)物聯(lián)網(wǎng)子系統。所有系統均通過(guò)WiFi無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與智能網(wǎng)關(guān)通信，將終端采集數據傳輸給網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)建立數據流通過(guò)MQTT協(xié)議發(fā)布到Onenet平臺；同時(shí)網(wǎng)關(guān)接收Onenet平臺下發(fā)的MQTT命令，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉換發(fā)送到終端通信節點(diǎn)，控制設備執行相應的動(dòng)作。
1、市政監控系統：
系統包含路燈、井蓋、攝像頭、信息發(fā)布廣告屏及消防栓等市政基礎設施。
（1）路燈控制系統：由智能通信節點(diǎn)及外圍驅動(dòng)電路板、路燈、光照傳感器組成。智能通信節點(diǎn)實(shí)時(shí)采集光照度，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式傳輸至網(wǎng)關(guān)。結合網(wǎng)關(guān)應用程序，可以實(shí)現路燈開(kāi)關(guān)控制、環(huán)境光照度定時(shí)采集，設置光照傳感器與路燈控制器的聯(lián)動(dòng)策略，根據光照強度，自動(dòng)控制路燈開(kāi)關(guān)；同時(shí)將光照度數據、路燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)上傳到云平臺進(jìn)行可視化展示，遠程路燈控制。
（2）井蓋姿態(tài)監測報警系統：由智能通信節點(diǎn)、傾角傳感器組成。智能通信節點(diǎn)實(shí)時(shí)采集井蓋傾角傳感器與水平面的傾角，并傳輸給網(wǎng)關(guān)。由網(wǎng)關(guān)根據設置的閾值，實(shí)現井蓋姿態(tài)異常報警。同時(shí)將井蓋傾角數據上傳到云平臺進(jìn)行可視化展示。
（3）信息發(fā)布廣告屏顯示系統：由智能通信節點(diǎn)、LED點(diǎn)陣屏及控制器組成。智能通信節點(diǎn)驅動(dòng)LED點(diǎn)陣屏控制器滾動(dòng)顯示文字信息?？山邮站W(wǎng)關(guān)下發(fā)的文字編碼信息，更改顯示內容。網(wǎng)關(guān)與平臺互聯(lián)互通，可接收云平臺用戶(hù)設置的任意文字信息，更改顯示內容。
（4）視頻監控系統：采用WiFi網(wǎng)絡(luò )攝像頭，可接入平臺，通過(guò)平臺實(shí)現遠程視頻監控、云臺控制。
2、環(huán)保監控系統
系統包含智慧公廁環(huán)保監測、垃圾清運智能車(chē)等設施。
（1）智慧公廁環(huán)保監測系統：廁所污物主要釋放氨氣，安裝氨氣傳感器實(shí)時(shí)監測氨氣濃度，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信傳輸給智能網(wǎng)關(guān)，同時(shí)上傳氨氣濃度數據至平臺，由平臺統一展示。
（2）垃圾清運智能車(chē)系統：垃圾車(chē)模擬，采用磁尋跡方式，可實(shí)現尋磁自動(dòng)行駛、垃圾清理點(diǎn)定點(diǎn)停車(chē)模擬垃圾清運、垃圾站位置信息上傳、無(wú)線(xiàn)接收命令控制車(chē)輛繼續尋磁行駛等功能?？赏ㄟ^(guò)平臺展示車(chē)輛行駛位置等。
3、智慧交通管理系統
包含交通燈控制系統、停車(chē)場(chǎng)系統、公交站顯示播報系統、公交車(chē)智慧小車(chē)等。
（1）交通燈控制系統：鋪設在十字路口、或丁字路口，南北方向、東西方向各兩個(gè)紅綠燈，由一個(gè)控制器控制。交通燈控制器內置無(wú)線(xiàn)通信模塊，可與智能網(wǎng)關(guān)交互，當紅綠燈切換時(shí)，及時(shí)上報當前交通燈狀態(tài)；接收網(wǎng)關(guān)調度命令，即時(shí)更改紅綠燈狀態(tài)、時(shí)延等實(shí)現交通燈智能管控。
（2）停車(chē)場(chǎng)管理系統：可以實(shí)現智能車(chē)出入庫自動(dòng)停車(chē)、出入庫道閘自動(dòng)開(kāi)關(guān)、出庫收費信息顯示、車(chē)位鎖狀態(tài)模擬等功能。智能通信節點(diǎn)與智能網(wǎng)關(guān)交互，可實(shí)現道閘遠程控制，道閘狀態(tài)信息上傳、收費信息上傳等。
（3）公交站顯示播報系統：可以實(shí)現公交車(chē)到站信息顯示、到站信息播報等功能。智能通信節點(diǎn)與智能網(wǎng)關(guān)交互，可以實(shí)現公交站牌顯示播報內容更新等功能。
（4）公交智能車(chē)系統：公交車(chē)模擬，采用磁尋跡方式，可實(shí)現尋磁自動(dòng)行駛、公交站定點(diǎn)停車(chē)模擬公交到站、站臺位置信息上傳、無(wú)線(xiàn)接收命令控制車(chē)輛尋磁行駛等功能?？赏ㄟ^(guò)平臺展示公交車(chē)輛行駛位置和路線(xiàn)等。
4、社區安全管理監測系統
包含煙霧監測報警系統、小區周界安防報警系統等。
系統安裝有紅外對射探測器、煙霧探測器、報警器等設備，智能通信節點(diǎn)實(shí)時(shí)監測是否有人翻越圍欄，一旦探測到有人異常闖入，立即啟動(dòng)聲光報警；實(shí)時(shí)檢測煙霧濃度，一旦煙霧濃度超標，立即啟動(dòng)聲光報警。傳感器探測數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸給網(wǎng)關(guān)，再傳輸給云平臺顯示。
5、城市環(huán)境監測系統
由空氣質(zhì)量傳感器、粉塵傳感器、噪音傳感器、智能通信節點(diǎn)等組成，具有空氣質(zhì)量監測、揚塵監測、噪音監測功能。智能通信節點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)互聯(lián)互通，上報環(huán)境監測數據，通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)布到云平臺展示。
6、水質(zhì)監測系統
由水溫傳感器、PH傳感器及濁度模擬傳感器、溶解氧模擬傳感器、氨氮模擬傳感器、智能通信節點(diǎn)組成，進(jìn)行水質(zhì)溫度、PH酸堿性、濁度、含氧量、氨氮濃度等參數實(shí)時(shí)監測的功能，可通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，同時(shí)可上傳到云平臺，實(shí)現水質(zhì)監測指標實(shí)時(shí)監測的功能。
7、電力能耗監測系統
主要由電表傳感器、智能通信節點(diǎn)組成，可實(shí)時(shí)讀取電表傳感器采集的交流電電壓、電流、頻率、功率等參數，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊與網(wǎng)關(guān)交互，將電力參數上傳到云平臺進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。
8、園林智慧大棚系統
主要有二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、風(fēng)扇執行器、水泵執行器、及智能通信節點(diǎn)組成，智能通信節點(diǎn)實(shí)時(shí)采集大棚二氧化碳濃度、土壤濕度，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信傳輸給網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)根據設置的閾值，控制風(fēng)扇開(kāi)關(guān)、水泵開(kāi)關(guān)，調節大棚空氣二氧化碳濃度、土壤狀況。同時(shí)將傳感器采樣信息、執行器狀態(tài)上傳到云平臺進(jìn)行顯示，和遠程控制。
四、主要軟件
1、智慧城市網(wǎng)關(guān)應用軟件
具有WiFi通信功能，支持多個(gè)智能通信節點(diǎn)同時(shí)連接、具有心跳包節點(diǎn)在線(xiàn)狀態(tài)檢測機制，可實(shí)現傳感器添加、數據顯示、傳感器無(wú)線(xiàn)采集及執行器無(wú)線(xiàn)控制等功能。同時(shí)支持傳感器與執行器的聯(lián)動(dòng)設置，可選擇傳感器、執行器，設置觸發(fā)條件，實(shí)現自動(dòng)控制。具有協(xié)議轉換功能，可實(shí)現感知層協(xié)議與平臺MQTT協(xié)議的相互轉換；具有平臺接入功能，內置HTTP協(xié)議，可通過(guò)RESTFUL接口接入中國移動(dòng)Onenet平臺或泛太云服務(wù)平臺，具有設備單獨接入平臺或聯(lián)網(wǎng)批量接入平臺的功能。內置MQTT協(xié)議，可通過(guò)MQTT發(fā)布消息實(shí)現傳感器采樣數據流上傳到平臺展示，也可通過(guò)MQTT訂閱消息實(shí)現接收平臺下發(fā)的命令包控制執行器動(dòng)作。
2、智慧城市平臺展示界面
可通過(guò)Onenet開(kāi)放式平臺搭建智慧城市系統的展示界面，首界面和部分子系統界面如下圖所示。
五、課程資源
1、課程目標：
（1）熟悉智慧城市的系統架構。
（2）掌握基于嵌入式接口技術(shù)的工業(yè)傳感器采集和控制的編程方法。
（3）深入理解感知層物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議和云端接入協(xié)議。
（4）掌握物聯(lián)網(wǎng)感知層通信協(xié)議解析的編程方法和消息發(fā)布訂閱的方法。
2、課程目錄：
|
章節 |
課程 |
|
需求分析 |
智慧城市子系統設計和需求分析 |
|
系統設計 |
系統技術(shù)路線(xiàn)、可行性分析 |
|
硬件選型、感知層通信協(xié)議制定、云端接入協(xié)議分析、軟件功能設計、軟件界面設計 |
|
|
應用開(kāi)發(fā) |
路燈自動(dòng)控制、城市基礎設施姿態(tài)監測、公廁環(huán)境監測、公交車(chē)行駛路線(xiàn)定位、社區安防監控、城市環(huán)境監測、水質(zhì)監測、電力能耗監測、大棚自動(dòng)灌溉等 |
六、系統配置
|
序號 |
設備類(lèi)別 |
名稱(chēng) |
數量 |
|
|
框架 |
沙盤(pán)框架與模型 |
1 |
|
|
本地網(wǎng)關(guān) |
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) |
1 |
|
|
通信模塊 |
智能通信節點(diǎn) |
11 |
|
|
市政監測系統 |
光照度傳感器 |
1 |
|
|
路燈控制器 |
1 |
|
|
|
傾角傳感器 |
1 |
|
|
|
WiFi網(wǎng)絡(luò )攝像頭 |
1 |
|
|
|
信息發(fā)布廣告屏 |
1 |
|
|
|
門(mén)磁傳感器 |
1 |
|
|
|
環(huán)保監控系統 |
氨氣傳感器 |
1 |
|
|
智慧小車(chē) |
1 |
|
|
|
智慧交通管理系統 |
交通燈模組（4個(gè)方向交通燈） |
3 |
|
|
交通燈控制器 |
3 |
|
|
|
公交站信息發(fā)布播放設備 |
3 |
|
|
|
出入口道閘 |
2 |
|
|
|
LED收費信息顯示屏 |
1 |
|
|
|
智慧小車(chē)（模擬公交車(chē)、私家車(chē)） |
2 |
|
|
|
安全管理監測系統 |
紅外對射探測器 |
1 |
|
|
煙霧傳感器 |
1 |
|
|
|
報警器 |
1 |
|
|
|
環(huán)境監測系統 |
光照溫濕度傳感器 |
1 |
|
|
粉塵傳感器 |
1 |
|
|
|
噪音傳感器 |
1 |
|
|
|
水質(zhì)監測系統 |
PH傳感器 |
1 |
|
|
水溫傳感器 |
1 |
|
|
|
濁度傳感器（模擬） |
1 |
|
|
|
溶解氧傳感器（模擬） |
1 |
|
|
|
氨氮傳感器（模擬） |
1 |
|
|
|
電力監測系統 |
電能表 |
1 |
|
|
智慧大棚管理系統 |
土壤濕度傳感器 |
1 |
|
|
二氧化碳傳感器 |
1 |
|
|
|
通風(fēng)扇 |
1 |
|
|
|
水泵 |
1 |
|
|
|
局域網(wǎng)設備 |
無(wú)線(xiàn)路由器 |
1 |
|
|
|
本地管理終端 |
1 |