文章目录

• 1 简介
• 2 绪论
• • 2.1 项目背景
  • 2.2 需求分析
• 3 系统设计
• • 3.1 功能设计
  • • 3.1.1 系统角色分析
    • 3.1.2 开发环境
  • 3.2 总体设计
  • 3.3 硬件部分
  • • 3.3.1 整体架构
    • 3.3.2 stm32部分
    • 3.3.3 光敏传感器模块
    • 3.3.4 PM2. 5 空气传感器模块
    • 3.3.5 NB-I oT 模块
  • 3.4 软件部分
  • • 3.4.1 核心部分 – NBIOT 模块通讯控制
  • 3.5 实现效果
  • 3.6 部分相关代码
• 4 最后

1 简介

Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍一个 单片机项目

基于STM32的智能路灯设计与实现

大家可用于 课程设计 或 毕业设计

单片机-嵌入式毕设选题大全及项目分享:

https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052

2 绪论

2.1 项目背景

每当夜幕降临，城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起，为城市披上了一层绚丽的外衣。但在这绚丽的外表下则隐藏着巨大缺点：

1)能源浪费：由于城市的夜晚进入后半夜后，人们已经开始休息，街上人流量开始减少，有些地段在特殊时段根本不需要过多的路灯照明，导致能源浪费，增加了不必要的成本；

2)维护困难：由于使用人工巡检，需要大量人力，而路灯数量庞大，路灯实时状态不能及时获取，导致路灯故障维护、排查效率极低。

2.2 需求分析

近年来中国国力不断增强， 资源方面非常欠缺， 其中电力能源尤为紧张。 环保节能成为当今 会的主题。 路灯是城市中处处可见的基础设施， 也是一个城市现代化的标志。 路灯最原始的控制方式是人工控制， 由管理人员手动控制来实现， 这种方式不仅浪费人力, 耗时较多， 而且效率低下。 其次是时控控制方式， 由路灯的配电柜内的时控装置控制， 也就是通过设置配电箱里的定时器， 来实现路灯的定时打开或关闭，是目前城市应用最多的控制方式。 但是时控控制照明方式单一且耗能较大， 还常常因为不同原因而没有及时启动， 例如： 特殊天气等。

因此， 为了提高城市道路照明系统的效率和可扩展性， 丰富其照明方式， 现提出了一种基于NB-IoT的智能路灯管理系统， 目的是将城市道路照明与空气质量检测相结合， 将嵌入式技术与无线通信相结合， 同时融入到新的城市物联 （IoT） 系统， 从而实现对城市路灯的控制精准化、 监控智能化、 故障检修便捷化。 利用传感器技术来完善城市道路智能照明， 实现智能化， 数字化的同时， 具备监测周围环境并实时检测PM2. 5浓度功能。

3.1.2 开发环境

3.3 硬件部分

3.3.1 整体架构

基于 NB-IoT 的智能路灯管理系统硬件部分主要以 STM32 开发板作为核心， 光敏传感器模块与 PM2. 5 空气传感器模块通过串口与 STM32 核心板连接。 传感器节点采集到的数据由核心板处理， 然后把处理好的数据通过串口发送给 NB-IoT 模块。

STM32芯片接线图

3.3.4 PM2. 5 空气传感器模块

智能路灯管理系统中的 PM2. 5 空气传感器模块采用 GP2Y1014AU 粉尘传感器， 是一款利用光学对空气中的灰尘进行检测的传感器模块， 由夏普公司所开发研制。

3.3.5 NB-I oT 模块

NB-IoT 是万物互联 络的一个重要分支， 是物联 领域的一个新兴技术， 中文名称为窄带物联 。 NB-IoT 构建于蜂窝 络， 消耗的带宽较小， 大约为 180kHz。 为了降低部署的成本， 可直接部署于 GSM 络（2G） 、 UMTS 络（3G） 或 LTE 络(4G) ，还能实现平滑升级。

3.4 软件部分

3.4.1 核心部分 – NBIOT 模块通讯控制

NB 作为通讯模块， 将各传感器采集回来的数据， 经过 STM32 处理后上传到服务器。

第二步， 配置串口的初始化结构体， 首先打开串口外设的时钟， 然后配置串口的工作参数， 其中波特率设置为 9600， 数据字长设置为 8bit， 设置停止位和校验位、 设置工作模式时接收和发送一起设置， 到这里串口的初始化配置就基本完成。 还要配置串口的中断优先级， 使能串口接收中断；

路灯在不同光照强度下的亮度对比

3.6 部分相关代码