基于ZigBee的LED道路照明智能控制系统

摘要

LED照明由于其在节能、环保等方面的巨大优势，被越来越多地运用在照明领域。公共道路照明一直在照明领域占有很大的比例，因此用LED路灯来代替普通路灯是道路照明发展的趋势。LED照明作为新的照明方式，在各方面有很大的优势，但是，如果与目前简单的路灯控制系统相结合，在节能方面不会有很大的改观。传统的路灯控制系统不能根据路灯周围的条件进行智能控制，对路灯的控制也无法精细化到单个路灯。本课题将无线网络技术，微波感应技术，光照感应技术结合于一体，实现了路灯的感应控制，远程控制，管理精细到单个路灯的控制。
　　本文通过分析路灯照明的实际需求，提出系统需要实现的基本功能，确定了以无线网络技术，微波感应技术，光照感应技术为基础的整体系统方案。通过对比现阶段应用较为广泛的几种无线通信方式，确定将ZigBee网络作为系统的通信基础。本文设计了包含射频收发模块，多普勒微波模块，光照检测模块，路灯控制模块的硬件系统。分别开发了应用于路灯控制节点和中心节点的软件部分，以及用于PC端显示的上位机监控界面。其中，路灯控制节点实现感应控制路灯，上传路灯信息，接受控制命令点亮自身或邻近路灯。中心节点实现查询路灯状态，发送控制命令以及与PC端通信功能。
　　本文在硬件系统测试过程中，测试了硬件节点发送功率，节点的通信距离，光敏电阻对光照的感应和微波传感器信号波形。组网测试过程中，测试了ZigBee网络支持多种拓扑结构以及多跳型网络。软硬件结合测试过程中，系统可以完成周期性查询状态并得到回复，发送控制命令给具体的某个节点，节点可控制邻近节点，上位机显示网络中各节点信息等功能，达到设计要求。
　　本文设计的路灯智能控制系统，通过将LED路灯控制与无线网络，微波感应等新技术结合，实现了对路灯的智能控制，改进了现有的控制方式，有很广泛的发展前景。

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中文摘要

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.3 研究内容

第2章 智能路灯控制系统原理

2.1 ZigBee网络

2.2射频网络匹配

2.3多普勒微波传感器

2.4光照检测

2.5本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 系统整体框架

3.2 无线通信模块硬件节点

3.3硬件实物图

3.4本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 软件整体设计

4.2 协调器程序设计

4.3 路由器程序设计

4.4上位机监控界面设计

4.5本章小结

第5章 测试及实验

5.1硬件测试

5.2组网测试

5.3系统整体测试

5.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢