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贵州快3城市景观照明控制系统的设计与实现

时间:2020-11-02 17:00

  随着城市化规模的扩大和品质要求的提升,景观照明范围和灯具数量逐渐增加,因此将景观照明进行有效控制、统一管理尤为重要

  。目前城市景观照明存在的问题有:国内景观照明应用多以单体建筑照明系统为主,缺乏城市级景观照明的同步控制和统一管理;由于分散管理等原因,对于景观照明系统中的故障设备,无法得到及时有效的维护和处理;为了展现城市整体形象和局部区域特色,常需要对几个街区或区域的景观照明进行同时或联动展示,并且景观照明的花样可以根据不同的需要随时修改和更新

  [2]。为满足城市级景观照明系统统一管理、故障信息实时获取、联动控制以及远程花样更新的需求,需要设计一种能够实现大规模、同步控制、可扩展性强的景观照明控制系统。消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)协议的发布订阅模型是一种实现了一对多、多对多的松耦合异步通信模式,突破了C/S架构请求/应答通信机制存在的同步、紧耦合、点对点等局限,可满足系统的通信需求。

  云平台作为网络通信层的重要组成部分,是城市级管理层和景区层的通信桥梁。根据系统功能需求分析,云平台可提供用户信息管理、数据存储、MQTT通信及文件传输等服务。

  云平台采用资源定位的方式设计,结合数据库实现对用户和灯具设备资源的存储和管理。采用Rest风格的Web服务对用户注册、数据管理等业务进行接口封装,通过URL描述终端,以HTTP常用操作POST、GET、DELETE、PUT等方法实现对数据库资源的CURD(增删改查)等功能

  (3)文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)传输服务接入。监控中心在连接文件服务器之前,通过HTTP协议访问云平台的接口,获取文件服务器授权的账号和域名,连接FTP文件服务器[5]

  私有主题号以各景区监控中心的用户名UserName命名,以确保各景区节点主题号的唯一性。当景观照明系统中的城市级监控中心需要对单个景区进行远程控制时,通过主题号“UserName\in”发送控制命令;当子景区监控中心需要进行命令回复或检测到景区子系统出现故障时,以主题号“UserName\out”向城市级监控中心发送回复信息或故障信息。

  分组主题号用于实现景观照明系统的编组控制。针对某些场景效果,可能需要若干个节点端共同配合实现一个花样效果,在布置景观照明系统时,将需要进行编组控制的子景区合并成一个分组,以组号Group_ID作为组主题号,分组中的所有景区监控中心订阅该组主题号,城市级监控中心通过组主题号发布控制命令,实现对照明系统中景区的编组控制。

  2,服务器发送回复时的时间戳T3,客户端接收到回复的时间戳T4。计算客户端与服务器之间的时间偏差值:((T2-T1)+(T3-T4))/2,网络延时时间:(T2-T1)+(T4-T3)。根据偏差值校正本地的RTC时钟[6]。部分实现代码如下:try

  MQTT通信实现包含MQTT服务器连接、心跳管理、订阅主题、取消订阅、发布消息以及接收消息等完整的MQTT通信机制[8]

  FTP是一种基于C/S架构的TCP/IP的应用层协议之一,用于实现计算机之间的文件传输。景观照明系统的花样远程更新采用FTP协议和MQTT通信实现,包括三个环节,即花样文件上传,花样更新消息通知,花样下载。

  花样文件上传由城市级监控中心作为FTP客户端,利用FTP协议将花样文件上传至云端的FTP服务器

  。上传文件时,首先使用OpenFileDailog()打开对话框,选择需要上传的花样文件并获取文件句柄,通过FileInfo()获取文件大小等具体信息,以分配缓存区。准备就绪后调用CreatFtpWebRequest()将文件上传到服务器,文件上传结束后,关闭文件传输的通道,调用GetFileList()获取文件列表,继而刷新文件列表。

  花样更新消息通过建立的MQTT通道传输消息,并根据景观照明效果的需求,将花样更新的通知消息按照各景区单播、组播或广播主题号下发到对应的景区监控中心,消息内容为已上传花样文件的相关信息。

  花样下载由各景区监控中心作为FTP客户端访问云端FTP服务器,完成花样文件的下载。景区监控中心根据接收的城市级监控中心发送的花样更新消息,提取相关花样文件的信息,调用ShowFtpFileAndDirectory()获取服务器上的文件目录,选中要下载的文件,调用CreatFtpWebRequest()从服务器上下载文件

  景观照明系统的故障信息推送功能基于MQTT通信实现。城市级管理层所有用户需订阅所有子景区监控中心发布消息的单播主题号。子景区监控中心周期性查询子景区范围内各景点的灯具状态,当检测到灯具出现故障时,景区监控中心以主题号“UserName\out”发布故障信息,云平台中的代理服务器完成故障信息向城市级管理层多个用户的推送,能够及时获取设备的故障信息,方便及时维护和处理

  通过搭建测试平台对城市景观照明系统的功能进行测试,主要包括同步协调控制、花样更新以及故障监测等功能的实现。测试系统由1台安装有城市级监控中心软件的PC机、2台安装有子景区监控中心软件的PC机、2个包含控制器和调光驱动器的子灯具照明系统组成。城市照明管理系统的界面如图3所示,花样控制效果如图4所示。

  经测试,该景观照明系统可以实现城市级监控中心对各景区监控中心对应灯具控制系统的同步控制、花样远程更新以及故障监测,系统运行稳定,达到了预期的效果。

  本文提出了基于云平台的景观照明系统,通过对各景区监控中心的软件进行升级,增加MQTT客户端程序、FTP客户端程序以及SNTP客户端程序,将各景区监控中心接入云平台实现景观照明系统的快速组网,借助云平台提供的MQTT通信服务、文件传输服务,实现了城市景观照明系统的同步协调控制、花样更新以及故障监测等功能。经测试,该方法稳定可靠,满足了城市景观照明系统统一管理、灵活控制的需求,具有较好的前景和实际应用价值。

  [1]刘廷章,王健,杨晓.基于Web的城市景观照明远程监控技术研究 [J].电气应用,2009,28(3): 32-35.

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