通信与网络中的基于通信与网络中的基于ZigBee的智能路灯控制系统的设计方案的智能路灯控制系统的设计方案
摘要:本文提出了一套采用无线通信协议ZigBee的智能路灯控制系统的设计方案。该方案的系统利用ZigBee无线通信技术实现主控系统对终端
路灯的实时控制,具有微波雷达移动物体检测、环境光检测及时间设定等路灯控制方式,能实现路灯远程控制、自动调光、故障检测及定位等
功能。模拟试验表明,本方案中所设计的系统操作简单,智能化程度高,节能效果好。 0 引言 随着中国城市和经济的迅速发展,城市
路灯照明已经成为展示城市魅力的名片和窗口,但是照明在带来绚丽和方便的同时,也遇到了诸多问题。据调查,我国小型城市在夜晚9点
后,大中城市在午夜12点后,道路上行人非常稀少,即便是北京、上海、广州这样的繁华都市
摘要:本文提出了一套采用无线通信协议 摘要:本文提出了一套采用无线通信协议ZigBee的智能路灯控制系统的设计方案。该方案的系统利用的智能路灯控制系统的设计方案。该方案的系统利用ZigBee无线通信技术实现主控系统对终端路灯的实时无线通信技术实现主控系统对终端路灯的实时
控制,具有微波雷达移动物体检测、环境光检测及时间设定等路灯控制方式,能实现路灯远程控制、自动调光、故障检测及定位等功能。模拟试验表明,本方案控制,具有微波雷达移动物体检测、环境光检测及时间设定等路灯控制方式,能实现路灯远程控制、自动调光、故障检测及定位等功能。模拟试验表明,本方案
中所设计的系统操作简单,智能化程度高,节能效果好。中所设计的系统操作简单,智能化程度高,节能效果好。
0 引言
随着中国城市和经济的迅速发展,城市路灯照明已经成为展示城市魅力的名片和窗口,但是照明在带来绚丽和方便的同时,也遇到了诸多问题。据调查,我
国小型城市在夜晚9点后,大中城市在午夜12点后,道路上行人非常稀少,即便是北京、上海、广州这样的繁华都市,凌晨2点以后,道路上也罕见行人、车
辆。这时如果保持“恒照度”会造成资源的大量浪费;另外后半夜是用电的低谷期,电力系统的电压升高,路灯反而会更亮,而我国现行70%的道路照明使用的高
压钠灯,此类电网电压的波动致使灯泡的实际使用寿命不超过1年,带来了高额的维修费和材料费,并且系统难以及时反馈路灯运行的故障信息,无法进行远程
控制和处理,只能采取人工巡查方式。
路灯控制系统从最初的开关控制功能,逐渐演化到监控节能控制功能,各种新技术被用于路灯监控系统中。路灯控制方法有PLC控制,电力载波控制和无线
网络控制等。从路灯控制系统的成本、可靠性、信息化、应用前景等方面考虑,本方案采用ZigBee无线自组网网络技术实现LED路灯节能控制的目的。
1方案系统设计
按照系统要求,本设计主要完成支路控制器和路灯及二者之间的通信网络设计,其中支路控制器完成时间、光照信息的测量,路灯终端完成故障诊断和移动
物体的检测,利用ZigBee无线网络技术实现支路控制器和路灯终端之间的通信。因此系统主要包括以下分系统:
电源稳压系统、支路控制系统、ZigBee协调器系统、Zig-Bee 路由和终端系统。其中电源稳压包括5 V 稳压和3.3 V稳压;支路控制系统包括时间模块、键盘
模块、显示模块和光照采集模块;ZigBee协调器包括显示模块和键盘模块;ZigBee路由和终端包括微波雷达检测模块、故障检测模块和路灯控制模块。系统结
构框图如图1所示。
ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信技术,在近距离无线网络领域得到广泛应用。ZigBee技术采用自组网络,其网络拓扑机构可以随意变动,这一特
点对实现路灯智能监控系统的智能化、高可靠性、低成本起到很好的作用。ZigBee的网络拓扑结构可分为:网状结构、星型结构和树状结构,考虑到树状结构能
够提高通信网络的可靠性,因此本设计中无线系统的网络拓扑采用树状结构,使用路由功能传输。无线系统由一个ZigBee协调器、若干个路由控制器和若干个路
灯终端所组成,网络示意图如图2所示。
根据ZigBee通信组网技术的特点,将ZigBee 技术与传统的路灯控制模式相结合,根据不同路段及时间,对协调器设置不同的检测与控制方式,能及时对路
灯进行相应的控制并发现路灯损坏情况和它的具体位置,方便维修管理,实现按需节能、智能化管理,达到城市照明系统节能减排的目标。
2 系统硬件设计
2.1 支路控制器设计
根据系统功能,支路控制器主要包括时空电路、光控电路、键盘及显示等,电路如图3所示。