基于ZigBee和GPRS技术的智能路灯控制系统研究

摘要

道路照明是城市公共设施的重组成部分，目前我国城市路灯大多采用传统的照明控制方式，传统照明控制方式管理维护只能采用人工巡逻的方式，耗时耗力，而且所采用的“全夜灯恒照度”的照明方式虽然能够满足夜间照明的需求，但是造成了电力资源的极大浪费。在能源储备日益匮乏，电力供应的持续紧张的今天，传统照明控制方式已经不能满足现代人对于节能环保的新需要。
　　针对传统照明控制方式的不足，本论文在深入研究国内外路灯控制系统资料的基础上，采用ZigBee和GPRS技术与LED路灯结合的智能路灯控制方式，较好地解决了监控和节能问题。文中介绍了智能路灯控制系统在国内外发展状况及研究的目的意义，针对城市照明系统的特点，设计了路灯管理中心，监控子站和路灯控制终端的总体方案。路灯管理中心与监控子站之间采用GPRS远距离无线通信技术，监控子站和各个路灯控制终端以及路灯终端之间采用ZigBee短距离无线通信技术。对智能路灯控制系统无线网络方面进行研究，确定适用于系统的路由组网方案，详细阐述了ZigBee和GPRS的网络建立和连接过程。设计了相关的硬件电路：光照度检测电路，使路灯可以根据外界光强度的变化自动控制路灯的开关状态；LED调光电路，使路灯能根据不同照明需要，采取不同的照明模式；电压、电流检测电路，当路灯出现故障，路灯控制终端将路灯状态信息及时反馈给工作人员，便于维修；雷达检测电路，当后半夜道路车辆较少时开启，无人或无车辆经过时，自动控制路灯亮度下降，有人或车辆经过时，自动控制路灯亮度恢复，在保证科学照明的前提下，有效节约了电能。系统软件设计方面，重点设计了路灯管理中与监控子站之间的通信，并通过 C＃编写了上位机软件，实现了对路灯远程控制，监测和故障报警灯功能。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外路灯控制系统发展现状

1.3 研究的主要内容

第二章 智能路灯控制系统整体设计方案

2.1 系统总体结构

2.2系统工作原理

第三章 智能路灯控制系统的无线网络研究

3.1 短距离无线通信技术的选择

3.2 ZigBee网络设备类型

3.3 ZigBee网络拓扑结构

3.4 ZigBee组网方案设计

3.5 GPRS网络相关技术

第四章 智能路灯控制系统的硬件设计

4.1 智能路灯控制系统硬件总体设计

4.2 路灯控制终端的硬件设计

4.3 监控子站硬件设计

第五章 系统的软件设计

5.1路灯控制终端的软件设计

5.2 监控子站软件设计

5.3 路灯管理中心软件设计

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2前景展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文