[論文レビュー] Automatic streetlights that glow on detecting night and object using Arduino

Zain Mumtaz, Saleem Ullah+5 more|arXiv (Cornell University)|Jun 28, 2018

Artificial Intelligence and Decision Support Systems参考文献 12被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、アーセンド・マイコン、光感知抵抗（LDR）を用いた夜間検出、およびPIRセンサーを用いた物体検出により、エネルギー効率の高い街灯システムを提示する。システムは、夜間でありかつ運動が検出された場合にのみ作動し、無駄な消費を削減し、電球の寿命を延ばし、通過する物体の数を数える。実機試験において、リアルタイムでの正常作動が確認された。

ABSTRACT

Our manuscript aims to develop a system which will lead to energy conservation and by doing so, we would be able to lighten few more homes. The proposed work is accomplished by using Arduino microcontroller and sensors that will control the electricity based on night and object's detection. Meanwhile, a counter is set that will count the number of objects passed through the road. The beauty of the proposed work is that the wastage of unused electricity can be reduced, lifetime of the streetlights gets enhance because the lights do not stay ON during the whole night, and helps to increase safety measurements. We are confident that the proposed idea will be beneficial in the future applications of microcontrollers and sensors etc.

研究の動機と目的

• 必要に応じてのみ作動する自動化された街灯システムを開発し、エネルギー消費を削減すること。
• 夜間の不要な点灯時間を最小限に抑えることで、街灯の寿命を延長すること。
• カウンターメカニズムを介して、安全向上と使用状況のモニタリングを向上させるための物体検出を統合すること。
• 入手可能なマイコンおよびセンサー技術を用いて、低コストでスケーラブルなソリューションを実現すること。
• 市街地の持続可能な照明を実現するため、市販部品を用いた知的自動化による貢献をすること。

提案手法

• アーセンド・ユニットがリアルタイム意思決定のための中央処理ユニットとして機能する。
• 光感知抵抗（LDR）が周囲の明るさを検出し、夜間かどうかを判断する。
• PIR（受動赤外線）センサーが人間や車両の動きを検出し、街灯の作動をトリガーする。
• システムは、暗闇と運動の両方が検出された場合にのみLED街灯を点灯させる。
• アーセンドが管理するカウンターサーキットが、通過する物体の数を記録する。
• システム全体は安定したDC電源で駆動され、最小限の遅延でリアルタイムに動作する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、夜間の無駄な消費を削減できるように街灯の作動を最適化できるか？
• RQ2 物体検出は、自動化照明システムにおける安全性と使用状況のモニタリングをどの程度向上できるか？
• RQ3 低コストのアーセンドベースシステムが、リアルタイム制御のために光センシングと運動センシングを効果的に統合できるか？
• RQ4 間歇的点灯は、街灯電球の寿命にどのような影響を与えるか？
• RQ5 基本的なセンサーを用いた単純なカウンターシステムは、物体通過の追跡と記録をどの程度正確に行えるか？

主な発見

• システムは、夜間かつ運動検出時のみに街灯を点灯させることに成功し、無駄な電力消費を顕著に削減した。
• LDRおよびPIRセンサーの使用により、テストにおいて誤検出が最小限に抑えられた信頼性の高い暗闇および動きの検出が可能になった。
• オブジェクトカウンターは、通過を正確に記録し、交通モニタリング用途への実現可能性を示した。
• 電球の寿命が、活動がなければ点灯しないようにすることで延長された。
• 実機は、アーセンドプラットフォーム上で低コストの計算オーバーヘッドで安定したリアルタイム性能を示した。
• 広く入手可能な電子部品を用いて、コスト効率が良く、スケーラブルなソリューションであることが実証された。