基于物聯(lián)網(wǎng)的智能路燈系統(tǒng)

描述

問題定義

如前所述，在許多城市都可以看到，路燈是一個城市的巨額開支之一。花費的成本是巨大的，所有的鈉蒸氣燈都消耗更多的功率。花在路燈上的費用可用于國家的其他發(fā)展。目前使用手動系統(tǒng)，其中燈將被打開/關(guān)閉，即燈將在晚上打開并在晚上關(guān)閉早上。因此，在開/關(guān)之間有很多能量浪費。這是轉(zhuǎn)向自動系統(tǒng)的主要原因之一，因為減少了電力浪費，從而節(jié)省了大量金錢開支。除此之外，現(xiàn)有系統(tǒng)的其他缺點如下所述。

現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點

• 手動關(guān)閉/打開路燈
• 更多的能源消耗
• 費用高
• 更多人力

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向使用光傳感器自動化提議的系統(tǒng)，不僅節(jié)省能源和確保安全，我們還可以看到更多的優(yōu)勢。

擬議系統(tǒng)的優(yōu)點

• 路燈自動切換
• 降低維護成本
• 減少二氧化碳排放
• 減少光污染
• 無線通信
• 節(jié)能
• 減少人力

A.LDR 輸入

光敏電阻 (LDR) 也稱為光敏電阻是一種電阻率系數(shù)是電磁輻射函數(shù)的器件。因此，它們是類似于人眼的光敏器件。它們也被稱為光電導(dǎo)體、導(dǎo)電電池或簡稱為光電池。它們由具有高電阻的半導(dǎo)體材料制成 A LDR 根據(jù)光導(dǎo)原理工作。光導(dǎo)率是一種光學現(xiàn)象，其中當光被材料實際吸收時，材料的電導(dǎo)率會降低。然而，當光線照射到 LDR 上時，它的電阻下降，電流流入第一個晶體管的基極，然后流入第二個晶體管。預(yù)設(shè)電阻可以調(diào)高或調(diào)低以增加或減少電阻，這樣可以使電路更敏感或更不敏感。LDR 向 Arduino 發(fā)送響應(yīng)。

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圖：LDR 傳感器

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B.IR 傳感器

紅外傳感器是一種電子儀器，用于通過發(fā)射和/或檢測紅外輻射來感知其周圍環(huán)境的某些特征。它還能夠測量物體的熱量并檢測運動。人眼看不到紅外線。在電磁光譜中，紅外輻射是波長比可見光波長長但比微波短的區(qū)域。紅外區(qū)域大約從 0.75 到 1000μm 劃分。IR（紅外）傳感器檢測紅外光。紅外光轉(zhuǎn)化為電流，并由電壓或安培數(shù)檢測器檢測。IR 傳感器向 arduino 發(fā)送響應(yīng)。

三、發(fā)??光二極管

發(fā)光二極管 (LED) 是一種結(jié)型二極管，在激活時會發(fā)光。當我們在其引線上施加電壓時，電子能夠與 LED 內(nèi)的空穴復(fù)合，以光子的形式釋放能量，從而發(fā)光。因此，它是一種雙引線半導(dǎo)體光源。

發(fā)光二極管代表我們的照明系統(tǒng)，它發(fā)出的光量與環(huán)境中的光量直接相關(guān)，即當外部光小于 LEDS 發(fā)出的光的全強度時，反之亦然。

D. ESP8266

ESP8266 是由樂鑫系統(tǒng)開發(fā)的支持 Wi-Fi 的片上系統(tǒng) (SoC) 模塊。它主要用于開發(fā) IoT（物聯(lián)網(wǎng)）嵌入式應(yīng)用程序。

ESP8266 具有以下功能

• 2.4 GHz Wi-Fi（802.11 b/g/n，支持 WPA/WPA2）
• 通用輸入/輸出（16 GPIO）
• 集成電路間 (I2C) 串行通信協(xié)議
• 模數(shù)轉(zhuǎn)換（10 位 ADC）
• 串行外圍接口 (SPI) 串行通信協(xié)議
• I2S（IC 間聲音）接口與 DMA（直接內(nèi)存訪問）（與 GPIO 共享引腳）
• UART（在專用引腳上，加上可在 GPIO2 上啟用僅發(fā)送 UART）
• 脈寬調(diào)制 (PWM)

它采用基于 Tensilica Xtensa L106 的 32 位 RISC CPU，運行頻率為 80 MHz（或超頻至 160 MHz）。它有一個 64 KB 引導(dǎo) ROM、64 KB 指令 RAM 和 96 KB 數(shù)據(jù) RAM。外部閃存可以通過 SPI 訪問。

ESP8266 模塊是低成本的獨立無線收發(fā)器，可用于端點物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)。

為了與 ESP8266 模塊通信，微控制器需要使用一組 AT 命令。微控制器使用具有指定波特率的 UART 與 ESP8266-01 模塊通信。

有很多第三方廠商基于這個芯片生產(chǎn)不同的模塊。因此，該模塊帶有不同的引腳可用性選項，例如：

• ESP-01 帶有 8 個引腳（2 個 GPIO 引腳）——PCB 走線天線。（如上圖所示）
• ESP-02 帶有 8 個引腳，（3 個 GPIO 引腳）– U-FL 天線連接器。
• ESP-03 帶有 14 個引腳，（7 個 GPIO 引腳）——陶瓷天線。
• ESP-04 帶有 14 個引腳（7 個 GPIO 引腳）——沒有螞蟻。

等等

例如，下圖顯示了 ESP-01 模塊引腳。

ESP8266-01 模組管腳說明

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3V3 : - 3.3 V 電源引腳。

GND ： - 接地引腳。

RST : - 低電平有效復(fù)位引腳。

EN : - 高電平有效使能引腳。

TX : - UART 的串行發(fā)送引腳。

RX : - UART 的串行接收引腳。

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