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基于STM32U5的太阳能智慧路灯设计

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作者:马晓天 2022-06-12 21:29:44 0 1841

项目名称

基于STM32U5的太阳能智慧路灯设计

项目主题

人机界面(GUI) 物联网 安全 传感器 

项目简介

随着城镇化建设的推进,城市照明设施的规模越来越大、能耗越来越高。数据显示,城市公共照明用电量约占全国发电总量的9%~10%。传统路灯具有高能耗、寿命短的缺点,难以根据天气或突发事件对开关时间进行调整,高能耗及低效运行的路灯系统导致碳排放增加。基于STM32U5的智慧路灯设计,能源采用太阳能为主,市电为辅(连续阴天)。运用STM32U5的超低功耗和安全算法技术,作为路灯的控制系统和边缘网关,用NB,CAT1等物联网技术技术,智能感知,根据光照条件来感应调节,自动识别周围的自然光变化。当环境光线降低时自动亮光,光线充足时则自动调节亮度。根据路面人流量及车流量,智慧灯杆可以进行感应调节。当路面上空无一人时,降低亮度节约电能,当检测到有车辆即将行驶到道路上时,便提前将亮度调回正常状态。得益于STM32U5超低功耗技术和基于Arm v8架构的Cortex-M33,TrustZone安全架构,通过电流,功耗互感采集,实时掌握每盏路灯的工作状态,数据集群采集上传,通过TCP/IP ,MQTT做路灯与云端交互协议,实现集群控制、使得城市照明可视化,更便于控制。夏天基本可以实现太阳独立供电。应用智能灯控系统让路灯变得更智能,避免不必要的电能浪费。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。

项目图片

项目图片描述

通过STM32U5单片机作为主控,实时采集光照强度,电池数据,灯具能源消耗状态,上传云端,做到智慧集群控制

软硬件框图

软硬件框图描述

软件分为NB模组控制单元(LPBAM-GPIO),CAT1模组控制单元,电能采集单元,多路PWM调光单元,多路继电器单元,环境传感器单元,物联网数据加密单元,STM32U5的哈希处理器,安全哈希算法SHA-1和更新的SHA-2及其224和256位摘要长度的版本,将任意长度的消息作为输入,哈希处理核心将根据算法生成固定长度的输出字符串,掉电flash数据存储。

演示视频

项目代码仓库

    1项目概述:

        随着城镇化建设的推进,城市照明设施的规模越来越大、能耗越来越高。数据显示,城市公共照明用电量约占全国发电总量的9%~10%。传统路灯具有高能耗、寿命短的缺点,难以根据天气或突发事件对开关时间进行调整,高能耗及低效运行的路灯系统导致碳排放增加。基于STM32U5的智慧路灯设计,能源采用太阳能为主,市电为辅(连续阴天)。运用STM32U5的超低功耗和安全算法技术,作为路灯的控制系统和边缘网关,用NB,CAT1等物联网技术技术,智能感知,根据光照条件来感应调节,自动识别周围的自然光变化。当环境光线降低时自动亮光,光线充足时则自动调节亮度。根据路面人流量及车流量,智慧灯杆可以进行感应调节。当路面上空无一人时,降低亮度节约电能,当检测到有车辆即将行驶到道路上时,便提前将亮度调回正常状态。得益于STM32U5超低功耗技术和基于Arm v8架构的Cortex-M33,TrustZone安全架构,通过电流,功耗互感采集,实时掌握每盏路灯的工作状态,数据集群采集上传,通过TCP/IP ,MQTT做路灯与云端交互协议,实现集群控制、使得城市照明可视化,更便于控制。夏天基本可以实现太阳独立供电。应用智能灯控系统让路灯变得更智能,避免不必要的电能浪费。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。


2:项目架构:
拓扑 - 副本.JPG
   2.1  NB模块


   2.2 CAT1模块

  2.3 传感器模块

  2.4 PWM调光模块

  2.5 路灯控制算法

2.6 SPI TFT显示模块

2.7 安全哈希算法

硬件.png

展示.png





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