城市道路照明智能化_無線路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著時(shí)代的發(fā)展，城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，對(duì)城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越來越突出，節(jié)電節(jié)能，綠色照明的要求越來越迫切，越來越高?，F(xiàn)在再采用那些傳統(tǒng)的手控，時(shí)鐘控城市照明系統(tǒng)的方法已不能滿足要求。路燈無線控制系統(tǒng)應(yīng)需而生，城市道路照明自動(dòng)化控制和智能化管理作為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，它所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是十分顯著的，它的推廣和實(shí)施也將是市政工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文為大家介紹一款無線路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

在無線LED路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中硬件主要由終端控制節(jié)點(diǎn)、路燈控制中心的監(jiān)控系統(tǒng)以及起到終端控制節(jié)點(diǎn)和控制中心通信作用的的路由節(jié)點(diǎn)組成。系統(tǒng)構(gòu)建示意圖見下圖

控制中心的監(jiān)控系繞主要由兩個(gè)模塊組成分別為PC機(jī)模塊以及無線收發(fā)模塊，其作用是對(duì)路燈控制網(wǎng)路進(jìn)行構(gòu)建和管理并及時(shí)反映路燈的狀況和信息同時(shí)糧根據(jù)情況發(fā)送控制命令，以協(xié)調(diào)些個(gè)路燈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。路燈終端書點(diǎn)包掂LED電源驅(qū)動(dòng)為大功率LED提供電力并能根據(jù)MCU控制信號(hào)控制LED的工作情況光敏傳感器和溫度傳感器直接將LED工作狀況傳輸給控制模塊功率檢測(cè)模塊檢測(cè)LED功率情況和供電故障并向上，報(bào)警無線模塊負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)框架圖如下圖所示。

前端節(jié)點(diǎn)子網(wǎng)是無線LED路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的重要部分。其體來說。其終端控制節(jié)點(diǎn)即為WSN中的終端書點(diǎn)（RFD），控制中心監(jiān)控系統(tǒng)為協(xié)調(diào)器（COORD），實(shí)現(xiàn)COORD與RFD之間無線迅信的為路由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（ROUTER）設(shè)計(jì)采用星型網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)協(xié)調(diào)器。負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)。顯示狀況信息和發(fā)送控制命令。網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)為路燈控制終端。在WSN對(duì)應(yīng)的模型為RFD，路燈終端節(jié)點(diǎn)配置在路燈燈桿上。裝有對(duì)路燈起到控制作用的控制器和無線模塊+接收控制命令和發(fā)送路燈的實(shí)時(shí)狀況。網(wǎng)絡(luò)中的路d1轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，在WSN對(duì)應(yīng)模型為ROOTER，也是巴置在路燈燈桿也可實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的控制，與游巖節(jié)點(diǎn)不同的是，其還要負(fù)責(zé)處理路由轉(zhuǎn)發(fā)終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其硬件結(jié)構(gòu)與終端節(jié)點(diǎn)差別較小。

為達(dá)到對(duì)路燈系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制作用，系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用混合網(wǎng)絡(luò)即Zigbee+GRPS網(wǎng)絡(luò)。由于Zighee無線網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離只有75m，即使使用擴(kuò)展天線也只有200m要實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)城市的WSN較為困難。

如果使用中繼路由的方式實(shí)現(xiàn)，則成本較高網(wǎng)絡(luò)過大可靠性無法保證且不利于控制。因此將城市路燈組網(wǎng)進(jìn)行細(xì)分，各個(gè)子網(wǎng)中包含幾百盞路燈，子網(wǎng)內(nèi)部使用Zighee建立的WSN控制路燈，其終端和協(xié)調(diào)器之間最多路由跳轉(zhuǎn)2~3次，保證網(wǎng)絡(luò)可靠性。子網(wǎng)和中央控制中心使用GPRS網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

在Zighee技術(shù)和LED技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的路燈控制系統(tǒng)所獲得的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益是十分明顯的實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化以及高效書能，一方面LED光源是一種高效能環(huán)保安全耐用的新型照明光源另一方面無線控制技術(shù)可以對(duì)路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)高效的控制和資源整合合理調(diào)整照明時(shí)間不僅可以節(jié)省照明系纜的用電量，還可以延長(zhǎng)照明燈其的使用壽命，減少日常維護(hù)的開支。值得注意的是無線控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有較高的可靠性在一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)故障時(shí)應(yīng)能及時(shí)啟用各用的路由鏈路保障協(xié)調(diào)器對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的有效控制，路燈的故障率應(yīng)該《5%