ZNWL-JT02型物联网智慧城市交通实训系统

一、产品简介
        ZNWL-JT02型物联网智慧城市交通实训系统通过操作演示，让学生对城市智慧化有直观的了解，通过熟悉每个子系统的实现原理和业务逻辑，掌握物联网关键技术在行业应用的方法。
        系统综合运用传感器检测技术、工业现场总线技术、无线通信技术、嵌入式系统开发、Android应用技术、系统集成、平台运维等物联网关键技术，将城市基础设施监测、垃圾环保监测、道路交通管理、社区安防监控、城市宜居环境监测、城市水资源监测、电力能耗监测、智慧大棚等与城市息息相关的数据通过网关统一接入到中国移动Onenet平台或泛太云服务平台，由平台进行感知层设备注册、数据上传、数据存储、命令下发，可搭建城市应用子系统，实现信息可视化显示、设备远程控制；支持网关参数联动，对非正常状况作出判断，实时联动报警，实现城市信息的智慧化管理。  

二、系统架构
       系统采用B/S架构，由市政系统、环保监控系统、交通管理系统、安全管理系统、环境监测系统、水质监测系统、能源监测系统、园林智慧大棚等系统组成，均采用WiFi无线通信技术与智能网关通信，网关支持MQTT协议接入中国移动Onenet平台或泛太物联网云平台（二选一），将终端传感器数据、执行器状态推送到平台，接收平台下发命令，实现云端远程采集控制。
三、系统功能
        包含八个物联网子系统。所有系统均通过WiFi无线通信技术与智能网关通信，将终端采集数据传输给网关，由网关建立数据流通过MQTT协议发布到Onenet平台；同时网关接收Onenet平台下发的MQTT命令，经过协议转换发送到终端通信节点，控制设备执行相应的动作。
1、市政监控系统：
    系统包含路灯、井盖、摄像头、信息发布广告屏及消防栓等市政基础设施。
（1）路灯控制系统：由智能通信节点及外围驱动电路板、路灯、光照传感器组成。智能通信节点实时采集光照度，通过无线通信方式传输至网关。结合网关应用程序，可以实现路灯开关控制、环境光照度定时采集，设置光照传感器与路灯控制器的联动策略，根据光照强度，自动控制路灯开关；同时将光照度数据、路灯开关状态上传到云平台进行可视化展示，远程路灯控制。

（2）井盖姿态监测报警系统：由智能通信节点、倾角传感器组成。智能通信节点实时采集井盖倾角传感器与水平面的倾角，并传输给网关。由网关根据设置的阈值，实现井盖姿态异常报警。同时将井盖倾角数据上传到云平台进行可视化展示。
（3）信息发布广告屏显示系统：由智能通信节点、LED点阵屏及控制器组成。智能通信节点驱动LED点阵屏控制器滚动显示文字信息。可接收网关下发的文字编码信息，更改显示内容。网关与平台互联互通，可接收云平台用户设置的任意文字信息，更改显示内容。
（4）视频监控系统：采用WiFi网络摄像头，可接入平台，通过平台实现远程视频监控、云台控制。
2、环保监控系统
    系统包含智慧公厕环保监测、垃圾清运智能车等设施。
（1）智慧公厕环保监测系统：厕所污物主要释放氨气，安装氨气传感器实时监测氨气浓度，通过无线通信传输给智能网关，同时上传氨气浓度数据至平台，由平台统一展示。
（2）垃圾清运智能车系统：垃圾车模拟，采用磁寻迹方式，可实现寻磁自动行驶、垃圾清理点定点停车模拟垃圾清运、垃圾站位置信息上传、无线接收命令控制车辆继续寻磁行驶等功能。可通过平台展示车辆行驶位置等。
3、智慧交通管理系统
   包含交通灯控制系统、停车场系统、公交站显示播报系统、公交车智慧小车等。
（1）交通灯控制系统：铺设在十字路口、或丁字路口，南北方向、东西方向各两个红绿灯，由一个控制器控制。交通灯控制器内置无线通信模块，可与智能网关交互，当红绿灯切换时，及时上报当前交通灯状态；接收网关调度命令，即时更改红绿灯状态、时延等实现交通灯智能管控。
（2）停车场管理系统：可以实现智能车出入库自动停车、出入库道闸自动开关、出库收费信息显示、车位锁状态模拟等功能。智能通信节点与智能网关交互，可实现道闸远程控制，道闸状态信息上传、收费信息上传等。
（3）公交站显示播报系统：可以实现公交车到站信息显示、到站信息播报等功能。智能通信节点与智能网关交互，可以实现公交站牌显示播报内容更新等功能。
（4）公交智能车系统：公交车模拟，采用磁寻迹方式，可实现寻磁自动行驶、公交站定点停车模拟公交到站、站台位置信息上传、无线接收命令控制车辆寻磁行驶等功能。可通过平台展示公交车辆行驶位置和路线等。
4、社区安全管理监测系统
包含烟雾监测报警系统、小区周界安防报警系统等。
系统安装有红外对射探测器、烟雾探测器、报警器等设备，智能通信节点实时监测是否有人翻越围栏，一旦探测到有人异常闯入，立即启动声光报警；实时检测烟雾浓度，一旦烟雾浓度超标，立即启动声光报警。传感器探测数据通过无线网络传输给网关，再传输给云平台显示。
5、城市环境监测系统
由空气质量传感器、粉尘传感器、噪音传感器、智能通信节点等组成，具有空气质量监测、扬尘监测、噪音监测功能。智能通信节点与网关互联互通，上报环境监测数据，通过网关发布到云平台展示。
6、水质监测系统
由水温传感器、PH传感器及浊度模拟传感器、溶解氧模拟传感器、氨氮模拟传感器、智能通信节点组成，进行水质温度、PH酸碱性、浊度、含氧量、氨氮浓度等参数实时监测的功能，可通过无线网络与网关进行交互，同时可上传到云平台，实现水质监测指标实时监测的功能。
7、电力能耗监测系统
主要由电表传感器、智能通信节点组成，可实时读取电表传感器采集的交流电电压、电流、频率、功率等参数，通过无线通信模块与网关交互，将电力参数上传到云平台进行动态显示。
8、园林智慧大棚系统
主要有二氧化碳传感器、土壤湿度传感器、风扇执行器、水泵执行器、及智能通信节点组成，智能通信节点实时采集大棚二氧化碳浓度、土壤湿度，通过无线通信传输给网关，由网关根据设置的阈值，控制风扇开关、水泵开关，调节大棚空气二氧化碳浓度、土壤状况。同时将传感器采样信息、执行器状态上传到云平台进行显示，和远程控制。
四、主要软件
1、智慧城市网关应用软件
具有WiFi通信功能，支持多个智能通信节点同时连接、具有心跳包节点在线状态检测机制，可实现传感器添加、数据显示、传感器无线采集及执行器无线控制等功能。同时支持传感器与执行器的联动设置，可选择传感器、执行器，设置触发条件，实现自动控制。具有协议转换功能，可实现感知层协议与平台MQTT协议的相互转换；具有平台接入功能，内置HTTP协议，可通过RESTFUL接口接入中国移动Onenet平台或泛太云服务平台，具有设备单独接入平台或联网批量接入平台的功能。内置MQTT协议，可通过MQTT发布消息实现传感器采样数据流上传到平台展示，也可通过MQTT订阅消息实现接收平台下发的命令包控制执行器动作。
2、智慧城市平台展示界面
可通过Onenet开放式平台搭建智慧城市系统的展示界面，首界面和部分子系统界面如下图所示。
五、课程资源
1、课程目标：
（1）熟悉智慧城市的系统架构。
（2）掌握基于嵌入式接口技术的工业传感器采集和控制的编程方法。
（3）深入理解感知层物联网通信协议和云端接入协议。
（4）掌握物联网感知层通信协议解析的编程方法和消息发布订阅的方法。