物联网路灯监控申报书.doc

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1、申报编号：计划编号：密级：四川省科技支撑计划 项目申报书 项目名称：物联网路灯监控系统研究领域：电子、通信与自支控制技术其他学科申报单位(盖章)：成都纵横科技有限责任公司项目负责人：王邦礼联系电话：15908189072归口部门：成都市科技局项目起止年限：2012-06-01 至 2013-12-31报送日期：2011 年 08 月 17 日四川省科学技术厅制 二0 年 月 填 报 说 明 1. 项目申报人填写项目申报书，应实事求是，表述明确。外来语要同时用原文和中文表达，第一次出现的缩略词，须注明全称。 2. 申报人不用填写“申报编号”栏。 3. 归口部门是指项目申报单位所隶属的省级有关部门

2、或所在市、州科技局。 4. 各级政府行政机构不得作为项目申报单位，也不可以作为合作单位参与研究。 5. 编写要求：（1）项目符合申报指南的要求，目标定位准确，指标明确、可考核；（2）项目任务明确，要充分考虑经济、技术等方面的可行性；（3）项目管理与实施符合四川省科技支撑计划管理暂行办法；（4）项目所需省拨经费按四川省科技支撑计划专项经费管理暂行办法管理和使用。6. 项目申报人按申报通知规定的份数，用A4纸打印申报书，左侧装订，不得加用塑料等额外装订材料。经申报单位、归口部门审核签署意见并加盖公章后，报送四川省科技厅项目受理办公室（发展计划处）。 7. 网址：四川省科技计划项目管理中心 项目信息

3、表 项目名称物联网路灯监控系统项目申报单位单位名称成都纵横科技有限责任公司通讯地址成都市高新西区天河路1号邮编611731单位类别民营企业单位主管部门成都市科技局 其他主要参加单位序号单 位 名 称1成都大学23456项目负责人姓 名王邦礼性别男出生年1972年学 历硕士职 称高级工程师E-mailpengliyue联系电话15908189072项目组人数15 人高级6 人中级3 人初级3 人其他3 人起始时间2012-06-01终止时间2013-12-31所属技术领域信息产业与现代服务业创新类型集成创新项目概述(350字以内)本项目研究基于物联网的城市路灯监控技术与系统。系统中应用物联网实现

4、路灯对路灯，路灯对人之间的相互通信。系统节点中添加地址编码，让每一个节点有着自己独立“名字”；通过各种传感器对实地的路况信息进行采集，让每一个节点实现对环境的“感觉”；应用物联网中Zigbee通信技术对信息相互进行传输，并与互联网实现网络接口的融合，添加协议转换，实现与外部世界的“交流”,从而让每一个路灯节点呈现“生命特征”，最终使得控制中心能够对城市路灯进行统一的准确的调控和网络跟踪；由于应用物联网无线通信，提高了通信效率并大大降低系统应用推广的成本；系统能够对路灯进行多种方式调控以降低能源消耗，更加有利于对环境的保护，更符合当今社会所提倡的低碳环保理念，也能给居民的生活提供更多的便利，对城

5、市的发展进步起到推动作用。预期成果新装置 论文论著预期知识产权获得发明专利 0 项，实用新型专利利 1 项，其他 1 项。 预期技术标准制定企业标准产学研联合是经费预算60 万元，其中省科技厅拨款 50 万元。 一、项目研究主要目标、主要内容、技术关键、技术路线和应用方案。(不超过4500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名.)1、主要研究目标城市路灯照明及其监控系统，直接关系到城市形象和居民生活质量，也是一个城市发展水平的重要体现。本项目应用物联网技术，将城市路灯连接成一个网络，实现路灯与路灯，人与路灯之间的相互通信，并与互联网形成一个整体，实现对城市路灯的远程网络监测、控制与查询。

6、本项目主要研究目标：对每一个路灯安装感应装置，对路灯所处的环境信息、自身工作状态进行采集分析，对干扰信息进行识别判断，并对对路灯进行分时段、分别进行控制。同时，对每一个被控路灯配送唯一的地址名，这样就给每一个路灯赋予了唯一的身份信息，在与感应装置的共同作用下就给每一个路灯赋予了“生命”。系统远程监控并能灵活的设置开关时间，根据实际路况自动做出调整安排。通过各种各样的传感器对路灯、路况等信息的采集，如红外传感器对路灯所在的路段人车流量信息进行采集，光敏传感器对所在路段的光照程度信息进行采集，电流电压传感器用于对路灯的好坏进行电流电压信息的采集等等。在信息的传输时，应用物联网通信技术，具体应用物联

7、网中无线传感网络WSN（Wireless Sensor Network）通信技术中的Zigbee通信技术对信息相互进行传输将各个路灯的状态信息及中心的控制信息都进行相互的传输。这些信息反馈给控制中心，对路灯的开关与否做出判断，判断以后发出具体的控制信息给各个路段的从机系统以控制路灯。同时将WSN与互联网通信技术相融合。在监控系统中添加通信协议转换机制，使得物理世界的信息通信能够与互联网信息通信相匹配，使监控中心能够随时随地通过互联网对路灯状态进行网络跟踪，也与城市的居民做到信息资源的共享，实现对路灯的网络查询监控。网络共享能实现人们对路灯信息的实时掌握，如夜间开车出行的人们能够通过实时的车载网

8、络，或者手机上网来实现信息的查询。另外，当路灯由于自然原因或者人为原因损坏时，电流电压传感器会产生电流电压变化的信息报告给控制中心并发布在互联网中，通过监控软件将路灯的开关损坏状态显示出来，及时做出应对的措施，及时派遣人员维修。由于系统主要采用的是无线网络通信，实现比传统的方式节约了更多成本和在以后的使用中节约更多的能源，也更符合现代社会节能低碳的环保理念。2、主要研究内容、路灯监控系统通常采用分布式计算系统结构。对于路灯系统的计算机监控方式，实用的方法是中央与本地分工协作监控方法，其自动调节决策功能完全交给本地的路灯控制器，中央控制室只负责全网监视以及总体自动调控。这种方法即“集中监测，统一

9、调度，现场控制，网络共享”。本系统的研究分为以下几部分：监控调度：主要功能是统一调度和控制城市中各处路灯的开关，由各种功能不同的服务器或工作站组成，用于完成数据采集、数据存储、运行状态显示、控制操作、报警管理等功能。当各个现场的控制设备将实时实地信息返回到监控调度中心时，由调度中心作出正确的调整和控制。中央监控软件能提供稳定的后台数据库管理、供热负荷预测、人机界面交互、调度指令发布、报警事件处理，信息的网络发布等。通信网络：对所采集的数据、发出的控制信号等信息，经过无线传感网络通信技术，实现信息的逐级传输，最终传到控制中心，再有控制中心实现与互联网的对接。通讯软件用于完成调度中心与现场控制设备

10、之间的数据采集和调度指令的传送，并确保通讯系统24小时不间断运行。现场监控设备：应用各种传感器，如光敏传感器、红外传感器等，CPU控制器对当时当地的道路信息，如电流、电压、人车流量、用电量、光照度等信号进行采集和一定的处理以便于监控调度中心对这些信息进行集中的处理，做出正确的调度。可以根据不同的需要采用不同的控制策略。网络信息平台：应用互联网技术建立网站信息发布平台，将路灯状态信息、控制信息等发布到互联网上，方便出行的人们对出行方式安排与把握。城市路灯不仅仅是一项实用的工程，也是城市灯光美化的重要组成部分，有了网络信息平台，也就更容易让城市居民了解周边的城市环境。3.技术关键3.1 物联网技术

11、构架物联网技术架构由信息物品技术、自主网络技术和智能应用技术构成。信息物品技术主要指物品的标识、传感和控制技术，也就是指现有的数字化技术。信息网络技术属于物理世界与网络世界融合的接口技术。物联网技术最大的突破就是将物理世界与信息世界结合为一个统一的通信整体，物理世界信息的感知就成为整个系统中很重要的一环。而对物理世界信息的感知最主要的技术就是传感技术，传感技术是沟通物理世界与信息世界的桥梁。系统通过传感器节点感知周围环境，产生上下级相关的信息，并通过接入网络将这些信息传送出去，这样一来物理环境的任何变化就能够被察觉，通信的对等端也可以根据环境的变化做出相应的反应。物联网是一个泛在网络，需要实现

12、任意时刻任意地点的接入，就需要研究更加智能的节点和节点通信技术。在物联网路灯监控构想中，使每一个路灯都应该是智能的，它们能处理信息、自我配置、自我调整、独立地做决定等等。只有每一个路灯都是“聪明的路灯”时才可能实现真正意义上的路灯与路灯、人与路灯的通信。在本项目中，在物联网技术还在发展探索阶段，采用改进的无线传感网络技术作为其主要的通信方式。3.2 无线传感网络技术 无线传感网络技术是物联网技术中最重要的技术之一，它由大量的传感器节点构成，其必不可少的三要素是传感器、感知对象和观察者。为了能够对城市路灯监控做到更加准确，需要对城市道路的人流量、车流量、环境温湿度、路灯的电流电压等信息做到更为合

13、理的采集，并对传感器采集的信号进行加工处理，如对信号的放大、对干扰信号的过滤、以及对信号的数字化处理等。无线传感器网络多采用五层协议标准：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，与互联网协议栈的五层协议相对应。另外，协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。在本项目中应用无线传感网络中Zigbee通信技术形成的网络形式，能够大规模对城市路灯进行传感器节点覆盖，通过分布式处理大量的采集信息能够提高路灯监测的精确度和区域度；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性

14、能。其具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发路灯监测数据的无线传感网络。该技术特别适合部署城市路灯监控中，路灯节点工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到非正常行为的破坏。路灯传感器节点非常坚固，不易损坏，适应路灯的环境条件。在路灯监控中对每个路灯的安装有传感器节点，对路灯的运行状态就行检测，在通过ZigBee通信技术与其他节点进行相互的通信形成网络，Zigbee通信智能实现近距离的直接的通信，但是其传感器节点可以自组网，这样也就可以以实现对信息的接力传递。3.3 信息融合和协议转换技术 项目中应用无线传感网络和互联网作为了系统物联网形成的

15、基本构架。无线传感网络中应用广泛的应用了传感器，信息融合能够使得但各类传感器协同工作，能获取比单传感器更多、更有效的信息，使得系统拥有高可靠性；更大的空间和时间覆盖范围；良好的置信度和分辨率；增加了测量空间的维数，拓宽了侦察范围；系统生存能力强、抗毁性好。物联网技术是物理世界和网络信息世界进行连接的远景技术。项目中路灯就是物联网中需要连接的物，要实现物理世界与互联网世界进行关联，就必须对两种世界找到一个合理的通信媒介。尽管无线传感器网络技术已经将路灯的物理世界就行了信息化，但是为了能够更方便的服务于城市路灯管理，将无线传感网络与互联网进行对接融合，让路灯节点实现与外界的交流。在无线传感网络中应

16、用Zigbee通信协议进行互联，互联网应用Internet Protocol（IP）通信协议，当底层节点对物理世界信息进行采集以后通过Zigbee 将信息进行逐级传递，当信息流到主节点以后，主控节点拥有协议转化机制，将信息通过互联网传播到网上或者与移动通信网相连接，实现对城市路灯信息的时刻关注。4.技术路线设计思路：利用无线传感网络通信技术，在路灯的各个现场安装各种各样的传感器，如红外传感器、光敏传感器等等，将这些信息采集后，由单片机系统将其处理和分析，每个传感器节点中有Zigbee通信模块，节点之间相互形成自组网，实现节点信息的交流和传递，最终传输到控制中心的终端，与此同时实现与互联网的信息

17、链接。由于Zigbee的通信传输距离只有2-300米以内，增加RF发射功率可增加到13 km。因此在每隔一段距离上都要对接受信号的进行再处理，建立中继节点。在控制中心的终端，把接受到的信号同样协议转换的信号提取出来并发布到互联网，控制系统对其进行终端处理分析，并且将所处理的信息显示在显示屏上。控制中心通过这些信息以后做出反应，发出控制信号，同样通过无线传感自组网传输，让各个现场做出相应的反应。在通信过程中最重要的是信息的安全和准确传输，数据机密性是网络安全的重要保障，要求所有敏感信息在存储和传输过程中都要保证其机密性，系统中给每一个节点有地址编码矩阵，以保证每一个节点与其他节点区别开了，实现唯

18、一化，从而避免信息的误传。通过将地址编码加入到信息流中，有了机密性保证，以避免恶意的中间节点可以截获、篡改和干扰信息的传输过程。网络中还对信息加快了更新频率和增强通信抗干扰的能力，用以保证数据新鲜性杜绝接收重复的信息。保证数据新鲜性的主要目的是防止重放攻击。传感器网络能够随时按预先设定的工作方式向系统的合法用户提供信息访问服务。无线传感器网络具有很强的动态性和不确定性，包括网络拓扑的变化、节点的消失或加入、面临各种威胁等，因此系统中加强无线传感器网络对各种安全攻击应具有适应性，即使某次攻击行为得逞，该性能也能保障其影响最小化。系统能够通过地址编码信息能够对访问无线传感器网络的用户身份进行确认，

19、确保其合法性 。随着网络的进一步优化发展，两种网络实现融合链接以后，互联网中IPv6地址呈现海量分配，可以给每一个节点网络通信地址，让节点间的通信更加准确有效。5.应用方案本系统分为三个模块：现场控制模块、通讯模块、中心控制模块、网络信息发布平台。现场模块由含51内核的单片机控制，安装红外传感器、光敏传感器、电流传感器、电压传感器、光电转换器、继电器开关、地址编码矩阵等，集中在一个控制箱内，以实现对路灯周围环境的各种信息进行采集分析并形成自组网进行传输。通讯模块（主体由Zigbee通信模块构成）将采集到的信息通过Zigbee通信组成自组网进行传输，协议装换装置进行无线传感网络和互联网通信协议间

20、的转换。控制模块以及网络信息平台，根据操作者的要求，主单片机系统可将从机地址及开启或关闭继电器的命令，经通讯模块发往从机，实现路灯的开启。当操作者已开启所有的路灯后，再次按照从机地址的大小，将巡检命令经通讯模块发往从机，从机就将检测到的该路灯的相关信息返回给主机，通过人机交换界面显示出来，根据显示的情况就可以知道各个路灯节点的工作情况，进而了解在线路灯的好坏，从而实现对路灯的远程监控。采用实时的网络信息平台，建立有效的数据库模型，将信息发布在网上，便于人们了解自己城市发展，提出自己的意见，做到全民参与城市路灯建设的特点。二、立项的必要性及国内外研究现状、发展趋势和知识产权状况分析。(不超过35

21、00字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名.)1.立项的必要性基于物联网通信的路灯监控系统是一项十分有意义的工程建设。其不仅对城市居民的生活，城市的社会经济发展有着重要作用；而且与其他的路灯系统相比较，也能够节约更多的资源，推广和长期运营的成本也比较低。城市路灯监控系统直接关系到一个城市的经济发展。城市的路灯是一个城市发展水平的重要体现，是一个城市的形象标志，是反应一个城市的建设水平高低和是否具有良好的市容市貌的重要窗口。城市路灯系统可以促进城市旅游餐饮等行业的发展。好的路灯监控系统可以间接提供一个好的投资环境，有利于招商引资，为城市的招商魅力增添筹码，为城市高新产业的发展做出贡献，最终

22、促进城市经济的腾飞。其次它直接关系到城市交通安全和社会治安。随着城市的多样化和复杂化，城市的管理也就显得越来越重要，越来越复杂。拥有优质的城市路灯监控系统，能够很好的引导交通的顺畅，避免因光线暗淡而引起的事故，并为社会治安的稳定作出贡献。再次它直接关系到城市居民生活质量。宜居城市也就成为一个越来越热门的话题，低碳、环保、明亮、合理的城市路灯系统可以给人们的生活带来诸多的便利，这些都有利于人们身心的健康和生活质量的提高，城市的居民对拥有一个良好的城市路灯监控系统也表达出了强烈的愿望，特别是对一些夜间出行和经常开车的市民尤其突出。良好的城市路灯监控系统是一项必须实行惠民工程了。基于物联网的路灯监控

23、系统是一项低成本的、高效率的工程建设。一般的基于有线通信的路灯监控系统，因要铺设大量的通信网络，需要大量的建设成本，且在建设的周期上也比较漫长，长期推广运营的能耗也比较高。基于GPRS等无线通信网虽然能够降低在铺设线路上成本，通信控制也较为有效；但是在运营的时候需要向专门的通信运营商缴纳更多的通信费用，或者为了使控制更加准确有效，需要花很高的价钱去购买专用的通信频段，安装的成本也较高。由此可见基于GPRS等无线网的在铺设投资和长期运营的成本都比较高，性价比也就大大的降低了。而另外一些基于可编程逻辑器件（PLC）的路灯监控系统尽管也能够使路灯的控制较为准确有效，但这种路灯监控系统每个监控点都是独

24、立运行，不利于统一控制和调度，长期运营的时候检修也十分的不方便。也是实现路灯智能化和生命化。因此应用物联网通信技术实现路灯的监控很好的解决这一系列的问题，它应用的是ZigBee通信自组网进行通信，实现了系统的多样化，能够实现能源的有效利用；无需另外铺设线路，这样就大大的省去了铺设专门线路所面临的拆迁、挖沟等工程。城市的路灯单个功率为400W，若一个城市需要20000盏路灯，每天晚上要亮10个小时，则一晚上要消耗电能80000度。如果在后半夜采取间隔点亮，则会节约20000度电，按照普通的0.6元一度电，则一年可节约400多万元。每节约一度电可以减少0.272千克碳排放，则一年可减少近2000吨

25、碳排放。除此之外，该系统对实时路段的信息(人流量、车流量、光照度)进行采集分析，可以在任何时段减少灯亮的数量，而不影响正常的交通出行，更加有利于能源的节省，更有利于环保。因此该项目实现了多功能与低成本，高效率与低耗能的融合。可见建立基于物联网的路灯监控系统显得十分的必要。2.国内外发展现状 路灯监控的发展主要是在信息通信方面存在不同的层次，本项目基于物联网技术，因此也就是在物联网上存在着发展水平的差异。在国内，我国已形成基本齐全的物联网产业体系，部分领域已形成一定市场规模，网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小，传感器、视频识别（RFID）等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差

26、距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模，但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。已形成了较完整的敏感元件与传感器产业，产业规模稳步增长。我国形成了RFID低频和高频的完整产业链以及以京、沪、粤为主的空间布局，2009年市场规模达到85亿元并成为全球第3大市场。我国仪器仪表产业连续多年实现20%以上的增长，2009年产值超过5000亿元，企业数量为5000多个，小型企业数量占比达到90%。 我国物联网M2M网络服务保持高速增长势头，目前M2M 终端数已超过1000万，年均增长率超过80%，应用领域覆盖公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫

27、生、教育文化、旅游等多个领域，未来几年仍将保持快速发展，预计“十二五”期间将突破亿级。国内M2M终端传感器及芯片厂商规模相对较小，处于起步阶段。尽管我国在物联网相关通信服务领域取得了不错的进展，但应在M2M通信网络技术、认知无线电和环境感知技术、传感器与通信集成终端、RFID与通信集成终端、物联网网关等方面提升服务能力和服务水平。在国外，M2M企业分布集中在欧美地区目前欧美地区M2M技术已经实现了在多个领域的应用，而且拥有众多专门提供M2M产品和服务的企业。由M2M产业界权威杂志M2M Magzine评出的2009年M2M产业100强企业北美地区占了81个，欧洲地区占了18个，而亚太地区只有1

28、个。南北美洲以汽车通信信息业务为主。通用汽车提供OnStar技术，为所制造的汽车提供跟踪和应急响应服务；而ATX和CalAmp公司也专门为汽车生产厂商提供汽车信息通信技术支持。一些大的企业也纷纷采用M2M技术改善经营效率：通用电气采用了物品跟踪和安全系统；泰科国际采用了安全防护系统；卡特彼勒使用了设备监测的卫星系统；太平洋燃气电力公司则采用了自动抄表技术。除了业务应用外，北美目前也是大型M2M企业的集中地欧洲地区市场成熟，发展均衡，欧洲M2M市场比较成熟，尤其是西欧市场，已经实现了安全监测、机械服务、汽车信息通信终端、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、城市信息化等领域的应用。

29、在车辆信息通信领域，欧盟制定并推广了eCall计划，旨在降低车辆事故数目和加快事故反应时间。亚洲地区日韩发展较快虽然亚洲地区一些主要的运营商很早就开始关注M2M，但推出的M2M业务少，只是在小范围内实现应用。总体来说，亚洲地区M2M市场只是刚起步。日本和韩国的M2M市场发展较快，日本实行U-Japan和I-Japan的泛在网络战略，重点发展汽车信息通信系统以及智能家居，除此之外还有远程医疗、远程办公等。韩国政府实行U-Korea的泛在网络计划，其中也包括很多M2M的内容，如智能交通、自动监测、智能家居等，韩国的SK电讯也推出了较全面的行业解决方案。虽然日韩M2M业务应用市场情况较好，但目前还没

30、有形成完善的M2M产业链。3.发展趋势由于中国物联网的发展是政策主导，所以应用趋势将遵循从公共管理和服务市场到企业、行业应用市场再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前，物联网产业在中国还是处于产业链逐步形成阶段，没有成熟的技术标准和完善的技术体系，整体产业处于酝酿阶段。进而随着公共管理和服务市场应用解决方案的不断成熟，企业集聚、技术的不断整合和提升，逐步形成比较完整的物联网产业链，从而带动各行业、大型企业的应用市场。建立物联网标准体系建立物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程，将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准，以行业标准带动关键技术标准，逐步演进形成标准体系的趋势。物联网概念

31、涵盖众多技术、众多行业、众多领域，试图制定一套普适性的统一标准几乎是不可能的。物联网产业的标准将是一个涵盖面很广的标准体系，将随着市场的逐渐发展而发展成熟。在物联网产业发展过程中单一技术的先进性并不能保证其标准具有活力和生命力，标准的开放性和所面对的市场的大小是其持续下去的关键和核心问题。随着物联网应用的逐步扩展和市场的成熟，占有更大的市场份额，的应用所衍生出来的相关标准将更有可能成为被广泛接受的事实标准。物联网的创新是应用集成性的创新，一个单独的企业无法完全独立完成一个完整的解决方案。一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的应用，将是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合

32、作的结果。随着产业的成熟，支持不同设备接口、不同互联协议，可集成多种服务的共性技术平台将是物联网产业发展成熟的结。物联网时代，移动设备、嵌入式设备、互联网服务平台将成为主流。城市路灯也就变得更加智能。4.知识产权就目前的物联网技术的路灯监控系统研究在国内有单位或个人有了一些研究成果。华东师范大学谭露的“物联网探索-蜂窝网络与无线传感网络融合的问题”，苏州大学平青“基于物联网技术的城市照明控制系统”，中科院孔宁“物联网资源寻址关键技术研究”朱海燕的“基于GPRS的城市路灯远程监控系统”，哈尔滨工业大学王翥孙嘉宁等的“节能型城市监控路灯监控系统设计”，暨南大学郑力明杨木文的“基于WSN的路灯监控管

33、理系统”，刘萌郑煊的“基于GPRS和PLC的远程路灯监控系统的设计”，上海市宝山工业园王连发、黄奕、周福胜发明专利（200910197536）路灯智能监控系统是基于电力线载波通信的。这些研究成果都为本系统的设计提供了良好的参考和借鉴。三、项目的创新性。(理论创新、应用创新、技术创新、不超过2000字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。)1、技术创新在本项目的设计中应用物联网技术来进行路灯控制，这项技术发展潜力巨大。目前，国内物联网技术的研发和应用与国外还有一定距离，主要的原因是国内网络通信相关技术和产业支持能力与国外的情况有很大不同，从国外引进的传感器、视频识别（RFID）等感知端制造

34、产业、高端软件和集成服务与国内差距相对较大，不能完全适应国内的实际情况。但是，在特定的环境中、一定距离内，选择恰当的ZigBee通信模块，并根据实际环境设计合理的信息融合接口，物联网通信是可能的。针对本项目中城市路灯照明的特点做出了许多的技术创新和改进：（1）应用ZigBee通信技术作为通信方式并对ZigBee通信技术进行改进优化，在发射和传输数据的时候需要自动形成网络自主网，保证通信信息能够准确的无线传输，提高通信的鲁棒性，抗干扰能力等。（2）与互联网的对接，以提高对整个城市的路灯系统更为方便有效的查询，（3）提高整个通信过程的本项目，（4）添加有射频芯片以提高整个通信传输距离，（5）对Zi

35、gBee通信协议与互联网IP协议进行研究，做到两种通信方式能够很好的融合。使得信息的传输更加精确，控制更加准确。（6）利用先进智能传感器与物联网技术对路灯环境参数进行实时采集，根据采集的数据与理论分析，从路灯监测海量数据中析取可信、隐藏、事先未知、潜在有用和最终可理解的监控信息，揭示监测数据的本质规律、内在联系，运用这些规律和有用信息对新的监测数据进行融合，实现关键信息的自动识别。其中项目最重要的就是确定每一个节点的独特性，应用地址编码矩阵给每一个现场控制模块安排唯一的地址，让信息之间的相互传达精确，避免了信息之间相互传递产生偏差。控制中心发射的信号可以被多个节点接收，也可以指定节点接收信号，

36、地址编码矩阵够起到很好的作用。应用这些技术来实现城市路灯的远程控制，使得成本更加低廉，更容易操作。除此以外，系统中大量应用各种传感设备，可以实现了自动检查故障，自动记录消耗的电能，在监控中心系统允许下，可以根据具体的情况做出功能的调整。2、理论创新对于系统中应用了诸多的传感器，各种传感器采集的信息之间进行传递时就有信息融合的必要。在不同的路灯环境下，各信源所获得的数据必然夹杂着人为何非人为的噪声或干扰，一般总是不完整、不精确、不确定、甚至是矛盾的，在对信源的信息融合处理时，采用层次化的决策体系。不同的信源，其作用的距离，测量的精度和抗干扰能力都有很大的区别。在不同的环境和不同的条件下，其作用显

37、然不同，其精度和置信度也不同。因此进行的理论创新：（1）在进行信息融合是时，根据各信源当时所起的作用，对它所提供的信息各异不同的权值，以确保融合的可靠性。通常的信息融合方法，均认为个信源传输给决策中的信息具有相同的和最好的置信度，即其置信度为1，这是必然会造成对错误或虚假数据的融合处理，导致融合系统整体的置信度的下降，降低融合中心的性能。（2）根据具体的问题，具体的条件，具体的分析得出不同信源置信度的加权因子，并将加权因子随同信源给出的信息同时传输给融合中心，融合中心的融合处理各信源数据的同时考虑各信源的置信度加权因子，这样综合处理后将会大大提高融合的可靠性，从而提高信源的置信度。加大对路灯节

38、点的控制准确度。信源通过自己的预处理等一系列处理后将决策结果送给融合中心进行最后的融合。（3）系统中增加了模糊神经网络融合体系，通过该体系各因素的综合考虑，分别给出个信源的置信度加权因子并随同各信源的数据传输给融合中心，融合中心统一考虑各信源的数据及其相应的置信因子给出最后的融合结果。3、应用创新 城市的路灯监控系统是是关系到城市居民生活的一个重要设施，是体现一个城市的发展水平的重要指标。本项目是基于物联网通信的路灯监控系统，该系统不仅技术上，理论上有所创新以外，在应用方面也有了较多的创新。首先，与其他的路灯监控系统相比较，基于物联网的路灯监控系统是一些成本较低，能源消耗也较低的系统。本系统可

39、以根据光敏传感器以了解实时实地的光线状态，及时反馈给控制中心，从而及时有效的做出调整，这样既不会在光线明亮的时候浪费电能，也不会因为光线暗淡造成事故，实用性也更高。成本上，系统应用无线通信网，从而使得在铺设安装的成本也就更加低廉，安装的流程也比一般的路灯控制系统简便。其次，在操作检修上也比一般的路灯监控系统简单高效。由于本系统都是采用主机-从机的构架，它能够根据具体的条件做出一定的自我调整，无需人工亲自到现场去控制。由于本系统的大量应用到一些电流电压传感器，当某处的路灯损坏时，就会对当时当地的电流电压产生影响，并通过Zigbee通信自组网传输到控制中心，及时的报告给维修人员，免去了人为检查的麻

40、烦和低效率。提高了工作效率，也保证了路灯系统的随时安全工作。最后，本系统合理的优化了资源，更加有效的利用了各种仪器设备，降低了能源的消耗，符合节能环保低碳的理念，也一定会得到城市居民的认可。四、项目应用前景和产学研结合情况。(不超过1000字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。)1、项目的应用前景 本项目设计出来的物联网通信的路灯监控系统的应用前景将会十分光明。城市路灯照明时城市不可少的一部分公用设施，是现代文明的一大标志。保证路灯的高亮灯率，及时的排除路灯的故障，对人民的生活和交通安全都起着至关重要的作用；同时随着社会的发展，能源危机越来越引起了人们的重视。因此一种节能低碳的路灯系统

41、也是环境所必须的。首先，基于物联网通信的路灯监控系统是一项低成本的、高效率的工程建设。有些监控较为准确的路灯监控系统，有专门的通信网络，在系统线路铺设的时候面临着建筑物的阻挡，挖沟，修架等一系列阻碍，或者需要给专门的通信费用，加大了施工的难度和周期，也大大加大了成本。物联网通信很好解决了这一系列的问题，缩短了施工的周期，对城市居民的影响也较小，降低了成本，通信的效率也更高。其次在长期的运营和维护方面，能及时发现路灯不正常工作情况，在采用了电流电压传感器采集信息给控制中心后，并配合使用人工晚间上路巡查的方法，即可及时有效的处理。可以说，现有的路灯监控系统远没有达到预期的节能以及对路运行情况进行实

42、时监测、减轻工人劳动强度和减少工作人员的目的，提高了工作效率。最后，与一般的基于有线通信的路灯监控系统、基于GPRS等无线通信网了灯控制系统、基于可编程逻辑器件的路灯监控系统相比，不仅在运营成本较低，而且在长期使用以后的能耗方面也有显著的优势。城市的后半夜，路上的行人车流量也相对较少，全部点亮路灯就十分的消耗能源；若采取间隔点亮的节能方式，能节约大量的电力资源。城市的路灯单个功率为400W，若一个城市需要20000盏路灯，每天晚上要亮8个小时，则一晚上要消耗电能64000度。如果在后半夜采取间隔点亮，则一年可节约350多万元。每节约一度电可以减少0.272千克碳排放，则一年可减少近1600吨碳

43、排放。有利于能源的节省，更有利于环保。本项目基于物联网通信设计出的城市路灯监控系统，必然在城市的建设应用上面起着更大的作用。2、产学研结合情况产学研结合工作涉及科技、经济、社会诸多方面。目前在我公司高新技术产业方面正不断努力大规模。同时，随着高新技术产业结构不断优化，已初步形成以电子信息、机电一体化和通信等产业为主体的高新技术产业，产业链日趋完善，为我公司的产学研工作创造了良好的产业基础。与此同时，我们公司正和成都大学合作密切，充分利用其拥有控制与信息工程研发中心及3个研究所、一个联合实验室、一个产业化中心等基础实验设备，并应用成都大学的高素质科研团队和我公司的高效的产业团队联合开展相关的产学

44、研工作。共同探索以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，从而使得我公司和成都大学科技创新能力得到明显提高、产学研结合工作得到明显加强。五、项目实施的风险及应对策略。(不超过1500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。)对于该项目而言，风险存在于项目的全过程，包括项目规划、项目预准备、实施过程和系统运行。归纳起来，该项目的风险主要有以下几个方面：1. 缺乏规划或规划设计不合理；2. 项目预准备不充分，表现为软件设计漏洞；3. 实施过程控制不严格，阶段效果未达标；4. 设计流程缺乏有效的控制环节；5. 实施效果未作评估或评估不合理；风险的应对策略：1.在系统规划方面多采用成

45、熟方案，尽量征集多专家意见，提高物联网通信设计的完备性。2.项目的准备方面要多咨询相关软件公司和软件专家，采用高效合理的算法及实验相关测试设备。3.在项目实施的每一阶段都进行严格控制，确保各项设计达标。4.在保证整个项目的实施有序进行的同时，优化调配各个设计环节进度，尽量缩短设计周期。5.项目实施效果要确保多方面评估以提出相关改进方案，使网络信息平台功能与性能更加完备。六、已有研究基础和承担优势(包括与项目有关的前期研究状况、实验设备及设备条件、近三年主持或主研的科研成果；获奖及发表论文情况，不超过1500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名.)1、项目前期研究状况：项目承担单位系专业

46、从事高新技术产品研发与生产的高科技公司，长期致力于自动测控系统、机电产品、无人航空飞行器和嵌入式计算机的研发和生产。主导产品包括机电一体化产品、无人航空飞行器、嵌入式计算机和航电产品等。公司已通过了GJB9001A?2001（国军标）和GB/T9001：2000质量体系认证，多个项目获得全军科技进步奖，综合实力已跃居同行业前列。公司拥有自己的科技产业园，集研发、生产为一体。本项目团队长期从事测控、通信技术等研究，在智能监控领域有较为深入的研究，对相关技术有较为深厚的积淀，对信息处理技术、图像处理技术、监控技术、软件技术有较为深入的研究，在国内外重要期刊和国际会议上发表几十篇高水平学术论文，取得

47、了不少的研究成果，为我们顺利完成该项目打下了坚实的基础。团队长期对无线传感器网络技术进行了多方面的深入研究，比如在无线传感器网络节点的故障诊断与容错技术，网络覆盖控制，路由与协议、资源管理与节点调度等等。同时，还开展了很多无线传感器网络应用研究。提出了无线传感器网络节点故障诊断的新方法，对无线传感器网络节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位。结果表明，该方法在无线传感器网络节点故障诊断时通信代价小、能量消耗低、诊断准确率高，因而具有在能量有限的无线传感器网络节点中应用的可能性。在网络覆盖领域，提出一种新的无线传感器网络覆盖控制算法。实验结果表明该算法有效地降低了算法的复杂度，缩短了搜索时间

48、，所求得的覆盖集大小优于其他算法。这些研究成果在国内外重要期刊及会议上发表论文100多篇，在国内外引起很大的反响，并得到国际同行的一致认可。其中70多篇论文被SCI、EI、ISTP等收录。2、实验设备条件本项目的实验研究部分将全部安排在本校的“四川省模式识别与智能信息处理重点实验室”（省级重点实验室）和“电力电子实验室”、“嵌入式技术实验室”完成。这些实验室拥有进行本课题相关理论与应用研究所必需的基础实验设备，拥有面积达1000余平方米研发场地；配套各类型PC机、高清晰摄像头、嵌入式开发系统、电力电子技术、图像采集卡及投影仪等设备总共100余台，总价值约500余万元。为满足实验室建设所需，保证研究团队各类研究工作的顺利进行与实施，学校将提供充足的建