基于PLC和ZigBee的路燈無線控制系統(tǒng)設計方案

　　隨著我國經濟建設的發(fā)展，能源的開發(fā)和利用也顯得日益緊張起來。3月份以來，我國多地出現(xiàn)淡季“電荒”現(xiàn)象，而電能利用效率低下是 導致“電荒”的重要原因之一，在這種情況下，提高電能效率迫在屠睫。而隨著城市路網建設的不斷發(fā)展，路燈數(shù)量增多，使得人們對電能節(jié)約以及路燈的管理要求也越來越高。采用先進技術節(jié)約能源以及提高路燈自動化控制與管理水平，已成為城市照明系統(tǒng)建設的當務之急。

　　1 路燈照明管理現(xiàn)狀

　　1）照明設施開關燈統(tǒng)一性差，智能化水平低，不具備遠程修改開關燈時間，不能根據實際情況修改開關燈時間，能源浪費大，增加了財政負擔；

　　2）路燈設備分散，管理人員少，管理困難，不能實時、準確、全面地監(jiān)控設備運行狀況，缺乏靈活的控制手段；3）人工巡檢工作量大，效率低，成本高，浪費人力、物力、財力，缺乏有效的故障預警機制。

　　2 ZigBee簡介

　　ZigBee是一種新興的短距離、低復雜度、低耗功、低傳輸速率、低成本的雙向無線組網通訊技術。它是一種介于RFID（Radio Frequency IdenTIficaTIon，無線射頻識別）和藍牙之間的技術。

　　3 GPRS簡介

　　GPRS通用分組無線業(yè)務是一種新的承載業(yè)務，提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據業(yè)務，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據傳輸。GRPS永遠在線，接入速度快，用戶可隨時與無線網絡保持連接，可使遠程數(shù)據采集的效率大幅提高。

　　4 PLC簡介

　　PLC即可編程控制器，是一種帶有指令存儲器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，能夠完成邏輯，順序、定時、等功能，用于控制機器或生產過程的自動控制裝置。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。

　　5 系統(tǒng)工作原理

　　運用組態(tài)軟件作為上位機的控制平臺，通過GPRS與現(xiàn)場控制器PLC通訊。監(jiān)控中心軟件通過GPRS網絡向各個現(xiàn)場控制器發(fā)送動作指令，使現(xiàn)場控制器完 成各種配置和數(shù)據采集工作，并對現(xiàn)場控制器發(fā)送上來的數(shù)據進行分析和處理?，F(xiàn)場控制器通過ZigBee無線通訊設備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號，進行分析處理并通過GPRS通訊系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)送信息，以此來實現(xiàn)對路燈的遠程無線控制，如圖1所示。

　　6 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由3部分組成：現(xiàn)場控制器、單燈控制器、監(jiān)控中心。

　　6.1 現(xiàn)場控制器

　　由PLC獨立控制模塊、GPRS通信模塊、ZigBee無線通信模塊等組成，完成數(shù)據采集、控制輸出、數(shù)據通信、故障報警等功能?，F(xiàn)場控制器通過GPRS與照明管理監(jiān)控中心服務器相連，通過ZigBee無線通信模塊與單燈控制器相連，以此實現(xiàn)實時通信，如圖2所示。

　　圖2 現(xiàn)場控制器的組成

　　6.2 單燈控制器

　　每盞路燈都裝有單燈控制器，由ZigBee無線通信模塊、完成電量采集和模塊遙信功能的單片機模塊組成。ZigBee無線模塊具有網狀拓撲結構，這樣 ZigBee子網就有內置冗余保證，如果網絡中有節(jié)點脫離網絡，無法工作：【更多詳情】