基于ZigBee技術(shù)的LED路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2014-09-27 18:01:28楊子威

現(xiàn)代電子技術(shù) 2014年8期

楊子威

摘要：基于ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)了LED的路燈控制系統(tǒng)，硬件部分主要包括LED燈驅(qū)動(dòng)和調(diào)光電路、傳感模塊電路等電路的設(shè)計(jì)。基于CC2430開(kāi)發(fā)的傳感模塊電路和控制電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED電壓、電流、環(huán)境照度和車流量等參數(shù)的測(cè)量。軟件部分實(shí)現(xiàn)的功能有無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信等功能。同時(shí)，設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和管理的功能。系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

關(guān)鍵詞：ZigBee； LED路燈；計(jì)算機(jī)監(jiān)控；路燈控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1004?373X（2014）08?0040?06

Design of?LED streetlight?energy?saving control system?based on ZigBee

YANG Zi?wei

（Wuxi Lighting Management Office， Wuxi 214001， China）

Abstract： Based on ZigBee technology， a LED street light control system was designed. In the hardware section， the LED dimming?driver circuit and sensing module circuit were designed. The sensing module circuit and control circuit were developed based on CC2430， in which the parameter measurement of LED voltage， current， ambient illumination and traffic flow can be achieved. In the software section， the functions of wireless sensor networking， data communications of nodes with the coordinator node were realized. The PC monitoring software was designed to achieve monitoring and management functions. The feasibility of the system was verified in the system testing.

Keywords： ZigBee； LED street light； computer monitoring； street light control system

0引言

LED路燈做為光源可以降低能源消耗，將路燈的控制與車流量大小相結(jié)合，采用智能化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地控制路燈的開(kāi)關(guān)及調(diào)整亮度，才能達(dá)到節(jié)能目的。許多城市設(shè)計(jì)出了新的照明系統(tǒng)[1?2]。在上海，研究者研制出了一個(gè)覆蓋全市的具有遙測(cè)、通信以及遙控功能的計(jì)算機(jī)路燈監(jiān)控系統(tǒng)，將有線通信和無(wú)線通信相結(jié)合。大連市研制了城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)，檢測(cè)每條路段的亮燈率，從而控制全夜或半夜燈。

基于CC2430的LED無(wú)線路燈燈具的硬件和軟件設(shè)計(jì)研究，搭建設(shè)計(jì)整個(gè)路燈節(jié)能控制系統(tǒng)：包括上位機(jī)、協(xié)調(diào)器、路由器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)研究及設(shè)計(jì)。

1總體架構(gòu)及功能

系統(tǒng)按功能分為ZigBee路燈控制器、ZigBee路由器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（GPRS數(shù)傳終端+ZigBee協(xié)調(diào)器）和監(jiān)控中心（GPRS數(shù)傳終端+監(jiān)控管理軟件）。如圖1所示。

基本功能：

（1）人工監(jiān)控。可以根據(jù)突發(fā)狀況或路燈管理經(jīng)驗(yàn)按需開(kāi)關(guān)、調(diào)光等人工手動(dòng)控制。

（2）感應(yīng)控制。根據(jù)光敏傳感器感知照明現(xiàn)場(chǎng)的光照度。系統(tǒng)控制軟件分析處理后，輸出相應(yīng)的控制命令。

（3）節(jié)能監(jiān)控。根據(jù)道路的真實(shí)照明需求，給出節(jié)能的照明方案。

（4）人性化控制方式。管理人員通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)控制路燈的開(kāi)關(guān)。

（5）故障檢測(cè)和設(shè)施維護(hù)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)相結(jié)合，掌握道路現(xiàn)場(chǎng)每盞路燈的運(yùn)行情況。

2硬件設(shè)計(jì)

硬件部分劃分為4個(gè)功能模塊：

（1）用于檢測(cè)路燈的電流、電壓、道路的照度值、車流量大小的傳感模塊；

（2）實(shí)現(xiàn)各個(gè)燈桿傳感器模塊之間，以及燈桿和控制中心之間相聯(lián)系的無(wú)線通信模塊；

（3）控制路燈開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)亮度的路燈控制模塊；

（4）路燈管理中心的監(jiān)控模塊。