基于zigbee的路燈控制系統(tǒng)設計方案

1、基于基于Zigbee的路燈控制系統(tǒng)設計方案的路燈控制系統(tǒng)設計方案1引言引言采用時間控制、光照控制等方式控制的路燈照明系統(tǒng)存在著路燈使用壽命短、管理開銷大、電能浪費、無法遠程監(jiān)控以及故障維修反應效率低等現(xiàn)象。隨著人們生活質(zhì)量的提高及科學技術的進步，對城市路燈的要求越來越高，不僅要求安全、節(jié)能、維護方便，還要求其能美化夜景，彰顯城市魅力；例如上海市博園安裝的無線景觀路燈照明，為其夜晚增添了不少的色彩。目前國內(nèi)外路燈系統(tǒng)正朝著節(jié)能、單燈控制以

2、及遠程監(jiān)控的方向發(fā)展。本文基于無線網(wǎng)絡技術，設計了一套采用Zigbee技術實現(xiàn)的路燈控制實訓系統(tǒng)；該系統(tǒng)可實現(xiàn)路燈的遠程實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集存儲等功能。2系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)由安裝在路燈燈桿上的路燈節(jié)點、無線網(wǎng)絡及監(jiān)控中心組成，結構如圖1所示，路燈節(jié)點和監(jiān)控中心需要配備無線通信模塊。圖1系統(tǒng)結構圖2.1無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡采用Zigbee技術，使路燈工作現(xiàn)場與系統(tǒng)監(jiān)控中心可靠通信。這種技術主要應用在數(shù)據(jù)傳輸速率不高且短距離傳輸

3、的各種電子設備之間，非常適合工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等場合，具有低功耗、低成本和低復雜度等特點。本系統(tǒng)Zigbee模塊采用CC2530片上系統(tǒng)作為控制電路的核心，具有256KBFLASH在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于25mA和34mA.模塊電源由外部穩(wěn)壓電源提供5V電壓，以確保各節(jié)點長時間穩(wěn)定工作。根據(jù)路燈系統(tǒng)特點，網(wǎng)絡采用樹形連接，以便靈活擴展節(jié)點和自組網(wǎng)絡。與PC機串口RS232連接的Zigbee模塊為網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器，起著組織、管理網(wǎng)絡

4、和發(fā)號施令的作用；當網(wǎng)絡有節(jié)點加入時，它分配地址給新節(jié)點，因此不能掉電也沒有低功耗狀態(tài)。3.1現(xiàn)場信號采集、檢測與處理程序現(xiàn)場信號采集、檢測與處理程序路燈現(xiàn)場環(huán)境光采集模塊經(jīng)由光敏電阻得到電壓值，并通過ATmage16內(nèi)部的1路10位ADC模數(shù)轉化電路將其轉化為數(shù)字信號。為了平滑采樣信號，提高系統(tǒng)抗干擾能力，設計中采用了數(shù)字濾波方式，每次轉換完閉后，ATmage16會自動產(chǎn)生中斷信號，將本次和前8次數(shù)據(jù)取平均值送給單片機處理。當有人經(jīng)過

5、時熱釋電紅外傳感器會輸出高電平，經(jīng)過后續(xù)處理電路，單片機得到一個低電平。為了避免重復觸發(fā)，人體檢測中斷觸發(fā)方式采用下降沿方式。路燈的調(diào)光是通過給XN2115芯片的DIM引腳端上施加PWM信號來實現(xiàn)。ATmage16內(nèi)部自帶四通道的PWM設置為快速PWM模式、OC2復位、32分頻。當OCR2的值從0到256變化時，LED燈從全亮到全滅。3.2通信程序設計通信程序設計系統(tǒng)通信程序包括路燈與路燈節(jié)點之間的通信及其路燈節(jié)點與監(jiān)控中心之間的通信兩

6、部分。1）路燈節(jié)點之間的通信實現(xiàn)。路燈節(jié)點之間實現(xiàn)通信，一方面是為了了保證路燈在夜間沒有行人或車輛通過時處于節(jié)電狀態(tài)，即微亮狀態(tài)，另一方面是當路燈節(jié)點檢測到道路上有行人或車輛通過時，使該路燈轉為全亮，并通知下一盞路燈轉為全亮，以確保行人或車輛的出行安全。路燈節(jié)點之間采用串口通信，通信參數(shù)配置為異步通信、8位數(shù)據(jù)、無奇偶校驗、一個停止位及無倍速。串口的發(fā)送程序采用查詢方式，接收程序采用中斷接收方式。路燈節(jié)點控制器之間的發(fā)送程序為：sysD