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        城市景觀照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

        2018-01-25 10:52:38張玉杰張海濤劉麗
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:組網(wǎng)

        張玉杰 張海濤 劉麗

        摘 要:針對目前國內(nèi)城市景觀照明系統(tǒng)中存在的以單體建筑照明為主、管理分散,難以實現(xiàn)大型景觀照明系統(tǒng)的同步控制以及花樣遠程更新的不足,提出了一種基于云平臺的城市景觀照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用多層控制模式,利用MQTT發(fā)布訂閱的優(yōu)勢,將不同區(qū)域的景區(qū)照明系統(tǒng)接入云平臺進行組網(wǎng),并結(jié)合MQTT通信和網(wǎng)絡(luò)時間同步特性,實現(xiàn)了系統(tǒng)的同步控制和故障監(jiān)測,采用FTP協(xié)議實現(xiàn)了花樣文件的遠程更新。該系統(tǒng)能夠滿足景觀照明系統(tǒng)統(tǒng)一管理的需求,為城市級景觀照明系統(tǒng)提供了可借鑒的方案。

        關(guān)鍵詞:城市景觀照明系統(tǒng);組網(wǎng);MQTT;SNTP;FTP

        中圖分類號:TP273;TN915 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2018)01-00-04

        0 引 言

        隨著城市化規(guī)模的擴大和品質(zhì)要求的提升,景觀照明范圍和燈具數(shù)量逐漸增加,因此將景觀照明進行有效控制、統(tǒng)一管理尤為重要[1]。目前城市景觀照明存在的問題有:國內(nèi)景觀照明應(yīng)用多以單體建筑照明系統(tǒng)為主,缺乏城市級景觀照明的同步控制和統(tǒng)一管理;由于分散管理等原因,對于景觀照明系統(tǒng)中的故障設(shè)備,無法得到及時有效的維護和處理;為了展現(xiàn)城市整體形象和局部區(qū)域特色,常需要對幾個街區(qū)或區(qū)域的景觀照明進行同時或聯(lián)動展示,并且景觀照明的花樣可以根據(jù)不同的需要隨時修改和更新[2]。

        為滿足城市級景觀照明系統(tǒng)統(tǒng)一管理、故障信息實時獲取、聯(lián)動控制以及遠程花樣更新的需求,需要設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模、同步控制、可擴展性強的景觀照明控制系統(tǒng)。消息隊列遙測傳輸(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)協(xié)議的發(fā)布訂閱模型是一種實現(xiàn)了一對多、多對多的松耦合異步通信模式,突破了C/S架構(gòu)請求/應(yīng)答通信機制存在的同步、緊耦合、點對點等局限,可滿足系統(tǒng)的通信需求。

        本文針對景觀照明系統(tǒng)的需求,提出了基于云平臺的景觀照明系統(tǒng),在充分利用MQTT發(fā)布訂閱模型優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)時間同步和網(wǎng)絡(luò)文件傳輸服務(wù),實現(xiàn)了景觀照明系統(tǒng)的遠程控制與管理,系統(tǒng)照明花樣、圖案等文件的遠程更新,同步控制區(qū)域協(xié)調(diào)展示等功能,為城市級景觀照明控制和管理提出了可借鑒的方案。

        1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

        結(jié)合目前城市景觀照明系統(tǒng)的發(fā)展需求,本文設(shè)計的景觀照明系統(tǒng)具有如下運作模式和特點:

        (1)各景區(qū)單體照明系統(tǒng)既受控于本系統(tǒng)的監(jiān)控中心,還將受控于城市級景觀照明系統(tǒng);

        (2)城市級景觀照明系統(tǒng)利用MQTT發(fā)布訂閱模型傳輸控制信息,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)時間同步,確保城市景觀照明系統(tǒng)的同步協(xié)調(diào)控制;

        (3)城市級景觀照明系統(tǒng)增加了網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù),通過城市級景觀照明監(jiān)控中心實現(xiàn)大型景觀照明花樣的遠程更新,減少了原有人工拷貝手動更新花樣列表的工作量;

        (4)城市景觀照明系統(tǒng)利用MQTT發(fā)布訂閱模型的優(yōu)勢,實現(xiàn)了故障信息向景區(qū)負責人員、城市級管理員、廠商維護人員等多方的實時推送,確保故障設(shè)備的及時發(fā)現(xiàn)和維護。

        城市景觀照明系統(tǒng)采用多層控制模式,其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示,由城市級管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、景區(qū)層、景點層等組成。

        該城市級景觀照明系統(tǒng)在保留景區(qū)照明系統(tǒng)監(jiān)控中心原有功能的基礎(chǔ)上,增加了MQTT通信服務(wù),通過云平臺實現(xiàn)了城市級景觀照明系統(tǒng)的快速組網(wǎng),并增加了網(wǎng)絡(luò)時間同步服務(wù)和文件傳輸服務(wù),從而實現(xiàn)了城市級景觀照明系統(tǒng)的同步協(xié)調(diào)控制、花樣遠程更新以及故障監(jiān)測。

        (1)城市級管理層作為整個城市景觀照明系統(tǒng)的監(jiān)管中心,完成實現(xiàn)對整個照明系統(tǒng)的遠程控制、管理和維護;

        (2)網(wǎng)絡(luò)通信層作為景觀照明系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲中心以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~,可提供MQTT通信服務(wù)、文件傳輸服務(wù)、時間同步服務(wù)和數(shù)據(jù)分析、存儲服務(wù);

        (3)景區(qū)層以下作為景區(qū)照明系統(tǒng)的監(jiān)控中心,向上通過網(wǎng)絡(luò)通信層與城市及照明管理層連接,是整個城市照明系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。

        2 云平臺接入與MQTT通信主題設(shè)計

        2.1 云平臺接入方案設(shè)計

        云平臺作為網(wǎng)絡(luò)通信層的重要組成部分,是城市級管理層和景區(qū)層的通信橋梁。根據(jù)系統(tǒng)功能需求分析,云平臺可提供用戶信息管理、數(shù)據(jù)存儲、MQTT通信及文件傳輸?shù)确?wù)。

        云平臺采用資源定位的方式設(shè)計,結(jié)合數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對用戶和燈具設(shè)備資源的存儲和管理。采用Rest風格的Web服務(wù)對用戶注冊、數(shù)據(jù)管理等業(yè)務(wù)進行接口封裝,通過URL描述終端,以HTTP常用操作POST、GET、DELETE、PUT等方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫資源的CURD(增刪改查)等功能[3]。通過部署Apache Apollo服務(wù)器(MQTT服務(wù)器),提供MQTT消息代理服務(wù)。FTP服務(wù)器采用Server-U軟件進行配置。

        監(jiān)控中心(城市級監(jiān)控中心和景區(qū)監(jiān)控中心)的云平臺接入包含以下幾個步驟:

        (1)監(jiān)控中心信息注冊。通過用戶登錄界面進行監(jiān)控中心的信息注冊,完成監(jiān)控中心信息在云平臺數(shù)據(jù)庫中的創(chuàng)建。新的監(jiān)控中心在注冊時通過超文本傳輸協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)訪問云平臺的接口,將監(jiān)控中心的用戶名和密碼發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫,完成注冊。

        (2)MQTT通信服務(wù)接入。監(jiān)控中心注冊成功后,通過HTTP協(xié)議訪問云平臺的接口,獲取MQTT代理服務(wù)器的接入口令,驗證通過后連接到MQTT代理服務(wù)器[4]。

        (3)文件傳輸協(xié)議(File Transfer Protocol,F(xiàn)TP)傳輸服務(wù)接入。監(jiān)控中心在連接文件服務(wù)器之前,通過HTTP協(xié)議訪問云平臺的接口,獲取文件服務(wù)器授權(quán)的賬號和域名,連接FTP文件服務(wù)器[5]。

        2.2 MQTT通信主題設(shè)計

        MQTT通信作為實現(xiàn)城市級管理層與景區(qū)層監(jiān)控中心應(yīng)用數(shù)據(jù)交互的核心,基于消息主題號建立數(shù)據(jù)交互的通道。針對景觀照明系統(tǒng)運行模式的需求,將主題號分為私有主題號、組主題號和廣播主題號三種類型。主題號的定義見表1所列。

        私有主題號以各景區(qū)監(jiān)控中心的用戶名UserName命名,以確保各景區(qū)節(jié)點主題號的唯一性。當景觀照明系統(tǒng)中的城市級監(jiān)控中心需要對單個景區(qū)進行遠程控制時,通過主題號“UserName\in”發(fā)送控制命令;當子景區(qū)監(jiān)控中心需要進行命令回復或檢測到景區(qū)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,以主題號“UserName\out”向城市級監(jiān)控中心發(fā)送回復信息或故障信息。

        分組主題號用于實現(xiàn)景觀照明系統(tǒng)的編組控制。針對某些場景效果,可能需要若干個節(jié)點端共同配合實現(xiàn)一個花樣效果,在布置景觀照明系統(tǒng)時,將需要進行編組控制的子景區(qū)合并成一個分組,以組號Group_ID作為組主題號,分組中的所有景區(qū)監(jiān)控中心訂閱該組主題號,城市級監(jiān)控中心通過組主題號發(fā)布控制命令,實現(xiàn)對照明系統(tǒng)中景區(qū)的編組控制。

        廣播主題號用于實現(xiàn)對景觀照明系統(tǒng)的整體控制。系統(tǒng)中所有的景區(qū)監(jiān)控中心統(tǒng)一訂閱“broadcast”廣播主題號,當景觀照明系統(tǒng)中需要進行整體定時開、關(guān)燈操作或整體聯(lián)動時,城市級監(jiān)控中心通過廣播主題號發(fā)布控制命令,實現(xiàn)對整個景觀照明系統(tǒng)的整體控制。

        3 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)

        3.1 同步控制功能實現(xiàn)

        系統(tǒng)的同步控制是基于網(wǎng)絡(luò)時間同步和MQTT通信實現(xiàn)的,網(wǎng)絡(luò)時間同步可確保各節(jié)點端監(jiān)控中心時間保持一致,保證不同區(qū)域的景觀照明系統(tǒng)同時響應(yīng)總控端的控制命令。MQTT通信可確保城市級監(jiān)控中心到各景區(qū)監(jiān)控中心一對多控制命令的下發(fā)。

        3.1.1 網(wǎng)絡(luò)時間同步

        本設(shè)計中采用簡單網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Simple Network Time Protocol,SNTP)結(jié)合PC機內(nèi)置的RTC時鐘實現(xiàn)各景區(qū)監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)時間同步。

        SNTP協(xié)議支持單播、多播和廣播工作模式,本設(shè)計中選用單播模式。當各景區(qū)監(jiān)控中心收到城市級監(jiān)控中心廣播的對時命令時,SNTP客戶端與NTP服務(wù)器建立UDP連接,利用客戶端發(fā)送請求時的時間戳T1,服務(wù)器接收到請求時的時間戳T2,服務(wù)器發(fā)送回復時的時間戳T3,客戶端接收到回復的時間戳T4。計算客戶端與服務(wù)器之間的時間偏差值:((T2-T1)+(T3-T4))/2,網(wǎng)絡(luò)延時時間:(T2-T1)+(T4-T3)。根據(jù)偏差值校正本地的RTC時鐘[6]。部分實現(xiàn)代碼如下:

        try

        {

        client = new UdpClient();

        IPEndPoint ipEndPoint = _TimeServer.GetIPEndPoint();

        client.Client.SendTimeout = _TimeOut * 1000;

        client.Client.ReceiveTimeout = _TimeOut * 1000;

        client.Connect(ipEndPoint);

        client.Send(Request, byteCount);

        byte[] received = client.Receive(ref ipEndPoint);

        if (received.Length >= byteCount && ((received[0] & modeMask) == modeServer))

        }

        3.1.2 MQTT通信實現(xiàn)

        M2Mqtt是一個適用于.NET平臺以及WinRT平臺的MQTT客戶端開源項目。該MQTT客戶端庫使用C#語言開發(fā),可連接任意MQTT代理服務(wù)器[7]。本系統(tǒng)中作為MQTT客戶端的總控端和節(jié)點端正是基于M2Mqtt庫開發(fā)的。

        MQTT通信實現(xiàn)包含MQTT服務(wù)器連接、心跳管理、訂閱主題、取消訂閱、發(fā)布消息以及接收消息等完整的MQTT通信機制[8]。MQTT通信流程如圖2所示。

        3.2 花樣遠程更新功能實現(xiàn)

        FTP是一種基于C/S架構(gòu)的TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議之一,用于實現(xiàn)計算機之間的文件傳輸。景觀照明系統(tǒng)的花樣遠程更新采用FTP協(xié)議和MQTT通信實現(xiàn),包括三個環(huán)節(jié),即花樣文件上傳,花樣更新消息通知,花樣下載。

        花樣文件上傳由城市級監(jiān)控中心作為FTP客戶端,利用FTP協(xié)議將花樣文件上傳至云端的FTP服務(wù)器[9]。上傳文件時,首先使用OpenFileDailog()打開對話框,選擇需要上傳的花樣文件并獲取文件句柄,通過FileInfo()獲取文件大小等具體信息,以分配緩存區(qū)。準備就緒后調(diào)用CreatFtpWebRequest ()將文件上傳到服務(wù)器,文件上傳結(jié)束后,關(guān)閉文件傳輸?shù)耐ǖ溃{(diào)用GetFileList()獲取文件列表,繼而刷新文件列表。

        花樣更新消息通過建立的MQTT通道傳輸消息,并根據(jù)景觀照明效果的需求,將花樣更新的通知消息按照各景區(qū)單播、組播或廣播主題號下發(fā)到對應(yīng)的景區(qū)監(jiān)控中心,消息內(nèi)容為已上傳花樣文件的相關(guān)信息。

        花樣下載由各景區(qū)監(jiān)控中心作為FTP客戶端訪問云端FTP服務(wù)器,完成花樣文件的下載。景區(qū)監(jiān)控中心根據(jù)接收的城市級監(jiān)控中心發(fā)送的花樣更新消息,提取相關(guān)花樣文件的信息,調(diào)用ShowFtpFileAndDirectory()獲取服務(wù)器上的文件目錄,選中要下載的文件,調(diào)用CreatFtpWebRequest()從服務(wù)器上下載文件[10]。

        3.3 故障信息推送功能實現(xiàn)

        景觀照明系統(tǒng)的故障信息推送功能基于MQTT通信實現(xiàn)。城市級管理層所有用戶需訂閱所有子景區(qū)監(jiān)控中心發(fā)布消息的單播主題號。子景區(qū)監(jiān)控中心周期性查詢子景區(qū)范圍內(nèi)各景點的燈具狀態(tài),當檢測到燈具出現(xiàn)故障時,景區(qū)監(jiān)控中心以主題號“UserName\out”發(fā)布故障信息,云平臺中的代理服務(wù)器完成故障信息向城市級管理層多個用戶的推送,能夠及時獲取設(shè)備的故障信息,方便及時維護和處理[11]。

        4 系統(tǒng)測試

        通過搭建測試平臺對城市景觀照明系統(tǒng)的功能進行測試,主要包括同步協(xié)調(diào)控制、花樣更新以及故障監(jiān)測等功能的實現(xiàn)。測試系統(tǒng)由1臺安裝有城市級監(jiān)控中心軟件的PC機、2臺安裝有子景區(qū)監(jiān)控中心軟件的PC機、2個包含控制器和調(diào)光驅(qū)動器的子燈具照明系統(tǒng)組成。城市照明管理系統(tǒng)的界面如圖3所示,花樣控制效果如圖4所示。

        經(jīng)測試,該景觀照明系統(tǒng)可以實現(xiàn)城市級監(jiān)控中心對各景區(qū)監(jiān)控中心對應(yīng)燈具控制系統(tǒng)的同步控制、花樣遠程更新以及故障監(jiān)測,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,達到了預期的效果。

        5 結(jié) 語

        本文提出了基于云平臺的景觀照明系統(tǒng),通過對各景區(qū)監(jiān)控中心的軟件進行升級,增加MQTT客戶端程序、FTP客戶端程序以及SNTP客戶端程序,將各景區(qū)監(jiān)控中心接入云平臺實現(xiàn)景觀照明系統(tǒng)的快速組網(wǎng),借助云平臺提供的MQTT通信服務(wù)、文件傳輸服務(wù),實現(xiàn)了城市景觀照明系統(tǒng)的同步協(xié)調(diào)控制、花樣更新以及故障監(jiān)測等功能。經(jīng)測試,該方法穩(wěn)定可靠,滿足了城市景觀照明系統(tǒng)統(tǒng)一管理、靈活控制的需求,具有較好的前景和實際應(yīng)用價值。

        參考文獻

        [1]劉廷章,王健,楊曉.基于Web的城市景觀照明遠程監(jiān)控技術(shù)研究[J].電氣應(yīng)用,2009,28(3): 32-35.

        [2]張玉杰,周潔,邱金妮.LED景觀照明系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子器件,2017,40(1):262-266.

        [3]周蘭鳳,孟馳,彭俊杰. 一種基于云環(huán)境的文件存儲策略的研究[J].計算機工程與科學,2016,38(2):262-268.

        [4]許金喜,張新有.Android平臺基于MQTT協(xié)議的推送機制[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用,2015,24(1):185-190.

        [5]王占軍,王偉,趙志剛.基于FTP協(xié)議的文件傳輸組件設(shè)計與實現(xiàn)[J].沈陽師范大學學報(自然科學版),2012,30(3):375-377.

        [6]胡巨,高新華.SNT對時方式在數(shù)字化變電站中應(yīng)用[J]. 電力自動化設(shè)備,2009,29(3):143-145.

        [7]溫彬民.一種基于自適應(yīng)心跳機制的MQTT通信協(xié)議的研究與應(yīng)用[D].廣州:華南理工大學,2015.

        [8] Collina M, Corazza G E,Vacelli-Coralli A, Introducing the QEST broker: Scaling the IoT by bridging MQTT and REST[C].2012 IEEE 23rd International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2012:36-41.

        [9] Cai Bin.Formalized Description and Analysis of FTP on Petri Net[C].2015 International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP).IEEE, 2015:1135-1139.

        [10]羅遷.嵌入式家庭信息中心研究與設(shè)計[D].北京:北京郵電大學,2015.

        [11]彭可,馮準,鄭懷鵬,等.城市LED照明系統(tǒng)遠程監(jiān)控平臺設(shè)計與開發(fā)[J].計算機測量與控制, 2016,24(9):103-106.

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