基于GSM的野外路燈精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王丙龍，張金時(shí)，林偉權(quán)

(中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山西 太原 030051)

0 引言

路燈是保證道路夜間安全通行的重要公共設(shè)施，路燈由于長時(shí)間暴露在野外，受到雨水、雷電等惡劣環(huán)境的影響，經(jīng)常出現(xiàn)故障問題。目前野外路燈故障檢測報(bào)修信息化水平低，主要體現(xiàn)在路燈的故障檢測報(bào)修需要耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力、精力等。此外，野外路燈管理存在管理職責(zé)不清、管理體制不完善、維修資金短缺等問題，導(dǎo)致野外故障路燈不能及時(shí)得到檢測維修[1-4]。

為降低野外路燈的故障檢測、報(bào)修的成本，降低維修人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，從而保證道路夜間安全，本文提出了基于GSM的野外路燈精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)某一路燈發(fā)生故障時(shí)，可以向后臺系統(tǒng)以及維修人員發(fā)送準(zhǔn)確的位置信息，使維修人員能快速獲得維修信息，從而盡快修復(fù)故障路燈，提高管理單位的管控能力和工作效率，降低野外路燈維護(hù)成本。

1 精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)

本文提出的基于GSM的野外路燈精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，可以實(shí)現(xiàn)野外路燈的故障檢測、報(bào)修功能。

1.1 硬件系統(tǒng)

精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)主要由STM32F407型單片機(jī)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)模塊、光敏電阻式光線檢測傳感器、光照度傳感器等硬件組成。

1.1.1 硬件介紹

控制模塊主要由STM32F407單片機(jī)、電源電路以及開關(guān)組成，主要用于接收處理光敏電阻式光線檢測傳感器、光照度傳感器的路燈故障檢測報(bào)修信號。

GSM模塊是具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊，將故障路燈的位置信息發(fā)送給維修人員。

光照度傳感器型號為GY-30，通過該傳感器采集當(dāng)前環(huán)境下的光照度來識別白天、黑夜兩種情況，設(shè)置光照度檢測閾值N1—N2，光照度在N1—N2判定白天，否則為黑夜。當(dāng)檢測到黑夜時(shí)，路燈開啟，將檢測信號傳輸?shù)娇刂颇K。

光敏電阻式光線檢測傳感器用于檢測路燈是否正常工作，打開后的路燈光亮使得該傳感器輸出低電平，如果晚上路燈沒有發(fā)光則該傳感器輸出高電平，最后該傳感器將路燈的檢測信號傳輸?shù)娇刂颇K。

1.1.2 工作原理

工作原理圖如圖1所示。光照度傳感器檢測外界亮度，當(dāng)檢測到天黑時(shí)，路燈開啟，否則不亮。光敏電阻式光線檢測傳感器對開啟的路燈光線進(jìn)行檢測，當(dāng)未檢測到路燈光線時(shí)，將故障路燈位置信息信號傳遞到控制模塊，控制模塊通過控制GSM模塊將故障路燈位置信息傳遞給維修人員。

圖1 工作原理圖

1.2 控制系統(tǒng)

根據(jù)實(shí)際路況，將路燈位置進(jìn)行編號，編號從A1—An。將路燈的位置信息、維修人員的聯(lián)系方式等使用C語言寫入，維修人員的聯(lián)系方式可以進(jìn)行更改，維修人員電話號碼部分編程代碼如下：

unsigned char send_message(unsigned int temp_data)

{

unsigned int temp_d;

USART_SendData(USART1,0x1B);delay_ms(1000);

printf("AT ");

delay_ms(1000);

while(!ch_ok());

printf("AT+CMGF=1 ");delay_ms(1000);

while(!ch_ok());

printf("AT+CSMP=17,167,2,25 ");delay_ms(1000);

while(!ch_ok());

printf("AT+CSCS=”UCS2” ");delay_ms(1000);

while(!ch_ok());

printf("AT+CMGS=”00310032003300340035

003600370038003900300031” ");

delay_ms(1000);

while(!ch_ok());

conversion1(temp_d);

delay_ms(5);

USART_SendData(USART1,0x1A);delay_ms(10000);

return 1;

}

上述C語言函數(shù)中“printf("AT+CMGS=”00310032003300340035003600370038003900300031” ");”里面標(biāo)紅部分為維修工作人員手機(jī)號碼(12345678901)對應(yīng)的unicode編碼。修改手機(jī)號碼只需要將其中藍(lán)色部分修改即可，支持聯(lián)通和移動兩大運(yùn)營商。

2 精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)測試

精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)工作流程圖如圖2所示，模型如圖3所示，本系統(tǒng)模擬黑夜和白天情況，對模型中的路燈依次進(jìn)行測試。白天情況下，路燈不開啟，不發(fā)送野外路燈故障位置信息等。黑夜情況下，路燈開啟，不發(fā)送野外路燈故障信息；當(dāng)路燈不亮，光敏電阻式光線檢測傳感器將野外路燈故障位置信息發(fā)送到控制模塊。

圖2 工作流程圖

圖3 野外路燈精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)模型圖

3 結(jié)論

本文基于GSM設(shè)計(jì)的野外路燈精準(zhǔn)報(bào)修系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確檢測野外故障路燈并報(bào)修，故障檢測率為99%，報(bào)修準(zhǔn)確率為99%，有助于提高維修人員工作效率，節(jié)約路燈故障檢測維修成本。此外，本系統(tǒng)可以協(xié)助相關(guān)工作人員較好地了解各個(gè)路段路燈情況，有利于提高野外路段夜間通行的安全性。