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基于Zigbee的路灯控制系统设计方案.docx


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基于 Zigbee 的路灯控制系统设计方案
基于 Zigbee 的路灯控制系统设计方案
引言
采用时间控制、 光照控制等方式控制的路灯照明系统存在着路灯使用寿命短、 管理开销大、 电能浪费、无法远程监控以及故障维修反应效率低等现象。随着人们生活质量的提高及科学技术的进步,对城市路灯的要求越来越高, 不仅要求安全、节能、维护方便,还要求其能美化夜景,彰显城市魅力; 例如上海市博园安装的无线景观路灯照明,为其夜晚增添了不少的色彩。
目前国内外路灯系统正朝着节能、 单灯控制以及远程监控的方向发展。本文基于无线网络技
术,设计了一套采用 Zigbee 技术实现的路灯控制实训系统; 该系统可实现路灯的远程实时监控及数据采集存储等功能。
系统硬件设计
系统由安装在路灯灯杆上的路灯节点、 无线网络及监控中心组成,结构如图 1 所示,路灯节点和监控中心需要配备无线通信模块。
1 系统结构图
1 无线网络
无线网络采用 Zigbee 技术,使路灯工作现场与系统监控中心可靠通信。 这种技术主要应用在数据传输速率不高且短距离传输的各种电子
设备之间,非常适合工业控制、 环境监测等场合,具有低功耗、 低成本和低复杂度等特点。 本系统
Zigbee 模块采用 CC2530 片上系统作为控制电路的核心, 具有 256KBFLASH, 在接收和发射模式下,电流损耗分别低于 25mA 和模块电源由外部稳压电源提供 5V 电 34mA.
压,以确保各节点长时间稳定工作。
根据路灯系统特点,网络采用树形连接,以便灵活扩展节点和自组网络。与 PC 机串口 RS232 连接的 Zigbee 模块为网络协调器,起着组织、管理网络和发号施令的作用; 当网
络有节点加入时, 它分配地址给新节点, 因此不能掉电也没有低功耗状态。
与路灯单元串口连接的 Zigbee 模块为路由器,起着中继器的作用, 可以收发数据也可以转发数据,承担着与上位机和相邻节点通信的任务。
2 路灯节点
路灯节点由路灯控制器、 电源模块和 Zigbee 模块组成,完成现场数据及控制命令的处理、 控制 LED 灯开关及调光的任务。
路灯控制器选择高性能、 低功耗的 8 位 AVR
微处理器 ATmega16 作为核心部件,该单片
机输入 / 输出口可以自由设定,驱动能力强,集多种器件与多种功能于一身, 大大减少了外围器件的使用量, 降低了电路的复杂程度。 控制器的外围电路包括信号检测、 亮灯驱动和故障检测等电路。
信号检测部分由光敏电阻电路和热释电红外
传感器电路组成。光敏电阻 5537 用于对环境光检测,从而控制灯光的亮度; 热释电红外传感器 DYPME003 感应距离 0 ~ 7 米可调,
用于判断是否有行人或者车辆通过, 并根据设定值调节灯光亮度。
考虑到 LED 路灯高效节能及其应用日趋广

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  • 时间2021-01-20