路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

歡迎下載內(nèi)容僅供參考基于Zigbee的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案引言采用時(shí)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(kāi)銷(xiāo)能美化夜景，彰顯城市魅力；例如上海市博園安裝的無(wú)線(xiàn)景觀路燈照明，為其夜晚增添了不少的色彩。目前國(guó)內(nèi)外路燈系統(tǒng)正朝著節(jié)能、單燈控制以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的方向發(fā)展。本文基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套采用Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)的路燈控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)路燈的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)等功能。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)由安裝在路燈燈桿上的路燈節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控中心組成，結(jié)構(gòu)如圖1路燈節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控中心需要配備無(wú)線(xiàn)通信模塊。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)ZigbeeZigbeeCC2530片上256KBFLASH,在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于25mA34mA.5VPC機(jī)串口RS232連接的Zigbee模塊為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，起著組織、管理網(wǎng)絡(luò)和發(fā)號(hào)施令的作用；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)有節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，它分配地址給新節(jié)點(diǎn)，因此不能掉電也沒(méi)有低功耗狀態(tài)。Zigbee2.2路燈節(jié)點(diǎn)ZigbeeLED燈開(kāi)關(guān)及調(diào)光的任務(wù)。8AVRATmega16/信號(hào)檢測(cè)部分由光敏電阻電路和熱釋電紅外傳感器電路組成5537用于對(duì)環(huán)DYPME0030~7米可調(diào)，用于判斷是否有行人或者車(chē)輛通過(guò)，并根據(jù)設(shè)定值調(diào)節(jié)燈光亮度?？紤]到LED路燈高效節(jié)能及其應(yīng)用日趨廣泛LEDXN2115芯1W3.2~3.6VLED4XN2115SW功能。路燈節(jié)點(diǎn)使用了5V12V220V交流電通過(guò)整流橋KBP210變?yōu)?2VLED驅(qū)動(dòng)電路和故障檢測(cè)電路提供電源，功率可達(dá)40W;12V直流電源再通LM2596-5.05V具有很好的Zigbee模塊、單片機(jī)及其他外圍電路提供電源。3監(jiān)控中心PCZigbeePC可向路燈節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令，路燈節(jié)點(diǎn)根據(jù)這些命令對(duì)LED控制及每盞路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)/Zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)顯示信息。Zigbee1現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、檢測(cè)與處理程序路燈現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境光采集模塊經(jīng)由光敏電阻得到電壓值，并通過(guò)ATmage161路10ADC會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生中斷信號(hào)，將本次8次數(shù)據(jù)取平均值送給單片機(jī)處理。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)熱釋電紅外傳感器會(huì)輸出高電平，經(jīng)過(guò)后續(xù)處理電路，單片機(jī)得到一個(gè)低電平。為了避免重復(fù)觸發(fā)，人體檢測(cè)中斷觸發(fā)方式采用下降沿方式。XN2115DIMPWM信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。ATmage16PWM,PWMOC232分頻。當(dāng)OCR20256變化時(shí)，LED燈從全亮到全滅。3.2通信程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)通信程序包括路燈與路燈節(jié)點(diǎn)之間的通信及其路燈節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的通信兩部分。路燈節(jié)點(diǎn)之間的通信實(shí)現(xiàn)。8停止位及無(wú)倍速。串口的發(fā)送程序采用查詢(xún)方式，接收程序采用中斷接收方式。路燈節(jié)點(diǎn)控制器之間的發(fā)送程序?yàn)椋簊ysDRFarr[0]=0xfd;//點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸指令sysDRFarr[1]=1;//數(shù)據(jù)長(zhǎng)度sysDRFarr[2]=sysAddress[LEDNumber）*11+1];/目標(biāo)地址高sysDRFarr[3]=sysAddress[LEDNumber）*11+2];/目標(biāo)地址低sysDRFarr[4]=0;/數(shù)據(jù)put_arr（sysDRFarr,5）;//發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)幀接收處理程序?yàn)椋簐oidPointToPointRecive（void）{LEDPWM_Adjust（usartReceiveBuf[3;//接收到的數(shù)據(jù)sysDRFarrShortAddress[0]=usartReceiveBuf[4];/來(lái)源地址高sysDRFarrShortAddress[1]=usartReceiveBuf[5];/來(lái)源地址低usartReceive_Init;/串口數(shù)據(jù)初始化}路燈節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的通信。統(tǒng)操控和故障查詢(xún)、報(bào)警等功能。采用PC機(jī)串口與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器相連，實(shí)現(xiàn)讀取路燈節(jié)點(diǎn)信息或控制路燈運(yùn)行狀態(tài)。例如PC機(jī)要讀取當(dāng)前系統(tǒng)路燈信息，利用串口調(diào)試工具觀察PC機(jī)向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，2FB+02+14+路燈編號(hào)（本系統(tǒng)中路燈編號(hào)為01,02,03），02、03的路燈節(jié)點(diǎn)當(dāng)前信息；路燈節(jié)點(diǎn)做出回應(yīng)，++1返回的信息表明當(dāng)前所處環(huán)境光強(qiáng)度為E2（由強(qiáng)到弱范圍：FE~FB（由滅到全亮范圍：~00）00（01）.圖2串口調(diào)試界面3監(jiān)控軟件功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控中心程序包括：顯示監(jiān)控程序、調(diào)試配置程序、系統(tǒng)參數(shù)配置程序及存儲(chǔ)工作運(yùn)行數(shù)據(jù)程序。顯示監(jiān)控程序。調(diào)試配置程序。ZigbeeZigbeeZigbeeID號(hào)、波特MAC地址，可以方便的設(shè)置ZigbeeID號(hào)、波特率；通過(guò)路系統(tǒng)參數(shù)配置程序。運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)時(shí)間可能會(huì)與當(dāng)前時(shí)間有差別，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)間校正，可以使系統(tǒng)時(shí)間與PC機(jī)時(shí)間同步；可以設(shè)置系統(tǒng)正常工作的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間與街道地址。存儲(chǔ)工作運(yùn)行數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，下位機(jī)發(fā)送的路燈信息及報(bào)警信息都會(huì)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)街道及路燈的配置信息也保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可方便用戶(hù)導(dǎo)出及打印信息。系統(tǒng)功能測(cè)試1系統(tǒng)測(cè)試Zigbee網(wǎng)絡(luò)能自組網(wǎng)，因此在構(gòu)造試驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)我們配置了最小系統(tǒng)：1個(gè)網(wǎng)絡(luò)3個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)采用主從方式，一般處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有中斷請(qǐng)求時(shí)0.0.34所示。313全亮41,23全亮。32213132號(hào)燈轉(zhuǎn)為微量，如圖4所示，對(duì)應(yīng)的監(jiān)控界面如圖5微亮、深黃色路燈表示路燈全亮。圖5監(jiān)控界面。Zigbee配置等操作；在運(yùn)行中可對(duì)路燈節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)光、校正時(shí)間等操作。如圖6為系統(tǒng)工作時(shí)間設(shè)置，圖7節(jié)點(diǎn)時(shí)間校正。圖6系統(tǒng)工作時(shí)間設(shè)置。圖7系統(tǒng)校正時(shí)間。4.2系統(tǒng)功能置。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：可進(jìn)行