本實(shí)用新型涉及電力自動控制，確切地說是一種基于ZigBee和GPRS智能路燈控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

道路照明是城市公共設(shè)施的重組成部分，目前我國城市路燈大多采用傳統(tǒng)的照明控制方式，傳統(tǒng)照明控制方式管理維護(hù)只能采用人工巡邏的方式，耗時(shí)耗力，而且所采用的“全夜燈恒照度”的照明方式雖然能夠滿足夜間照明的需求，但是造成了電力資源的極大浪費(fèi)。在能源儲備日益匱乏，電力供應(yīng)的持續(xù)緊張的今天，傳統(tǒng)照明控制方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人對于節(jié)能環(huán)保的新需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于ZigBee和GPRS智能路燈控制系統(tǒng)，該裝置可以實(shí)現(xiàn)路燈工作狀態(tài)的智能控制及監(jiān)控，節(jié)省人工成本，節(jié)約電能。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)手段：

一種基于ZigBee和GPRS智能路燈控制系統(tǒng)，包括路燈控制終端，ZigBee協(xié)調(diào)器，路燈管理中心，路燈管理中心設(shè)有上位機(jī)，所述的路燈管理終端通過ZigBee協(xié)調(diào)器與上位機(jī)聯(lián)接，路燈控制終端設(shè)有ZigBee通信模塊，ZigBee通信模塊與雷達(dá)檢測電路、光照度檢測電路、電壓、電流檢測電路及調(diào)光電路電聯(lián)接，雷達(dá)檢測電路、光照度檢測電路及電壓、電流檢測電路將數(shù)據(jù)輸送給ZigBee通信模塊，ZigBee通信模塊內(nèi)設(shè)有MCU，MCU控制調(diào)光電路，調(diào)光電路與路燈電聯(lián)接。

采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)是：

通過設(shè)置路燈控制終端，利用終端對路燈的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)雷達(dá)檢測電路、光照度檢測電路、電壓、電流檢測電路所檢測的信號，對路燈的亮度通過調(diào)光電路進(jìn)行即時(shí)調(diào)節(jié)，以節(jié)省電能；路燈控制終端通過ZigBee協(xié)調(diào)器與路燈管理中心通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及監(jiān)控，進(jìn)一步提高本系統(tǒng)的可操作性。

進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案如下：

所述的ZigBee協(xié)調(diào)器設(shè)有ZigBee通信模塊、GPRS DTU，GPRS DTU設(shè)備通過RS-232總線與路燈管理中心計(jì)算機(jī)連接。

所述的調(diào)光電路設(shè)有LM3409HV作為調(diào)光電路的驅(qū)動芯片，LM3409HV控制路燈的開關(guān)啟動頻率為200Hz。

所述的光照度檢測電路開燈的照度閥值設(shè)置為50lx，關(guān)燈的照度閥值設(shè)置為100lx。

所述的光照度檢測電路設(shè)有光照度傳感器，光照度傳感器通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路與CC2530微處理器電連(聯(lián))接。

所述的雷達(dá)檢測電路設(shè)有微波多普勒雷達(dá)探測器，微波多普勒雷達(dá)探測器設(shè)置在路口處，路口與路口之間每隔200米設(shè)置一個(gè)微波多普勒雷達(dá)探測器。

路燈管理中心，主要通過電腦上位機(jī)軟件監(jiān)控整個(gè)路燈控制系統(tǒng)，可以查閱和管理系統(tǒng)中所有路燈信息狀態(tài)。負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中的路燈控制終端，當(dāng)路燈管理中心下達(dá)命令時(shí)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與路燈控制終端之間的通信，路燈控制終端通過ZigBee無線局域網(wǎng)對路燈終端完成相應(yīng)的操作命令，從而實(shí)現(xiàn)對路燈控制終端的遠(yuǎn)距離無線監(jiān)控。

路燈控制終端，接收到路燈管理中心的操作命令，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)把控制信息轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的路燈控制終端；維護(hù)路燈控制終端的節(jié)點(diǎn)信息，并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時(shí)反饋給路燈管理中心。

路燈控制終端，接收來自路燈控制終端下達(dá)的指令，執(zhí)行相應(yīng)操作，例如路燈的開關(guān)狀態(tài)以及亮度調(diào)節(jié)等；將采集到的路燈電流、電壓等狀態(tài)信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳遞給路燈控制終端。

ZigBee通信模塊，根據(jù)ZigBee設(shè)備類型的不同，路燈控制終端作為網(wǎng)絡(luò)的ZigBee協(xié)調(diào)器，各路燈控制終端為網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由器。整體ZigBee網(wǎng)絡(luò)由路燈控制終端的協(xié)調(diào)器控制，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組建和數(shù)據(jù)配置，路燈控制終端路由器作為系統(tǒng)的中繼控制器，傳遞信號并控制相應(yīng)路燈，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。ZigBee通信模塊作為路燈控制終端的無線收發(fā)裝置，主要完成路燈控制終端與路燈路燈控制終端以及其他路燈控制終端之間的通信。處理器模塊主要是完成與各種功能電路的數(shù)據(jù)處理。本智能路燈控制系統(tǒng)中所采用的ZigBee通信模塊是美國德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的CC2530芯片。CC2530是一個(gè)兼容IEEE 802.15.4的真正的片上系統(tǒng)(SOC)，CC250將采MCU和無線射頻模塊集成在一塊芯片上，因此在路燈控制終端硬件中CC2530既能作為無線收發(fā)設(shè)備，又能作為硬件結(jié)構(gòu)的MCU。

電源，為電路提供4.2V電壓。

GPRS DTU，簡稱GPRS模塊，DTU中放入一張開通GPRS功能的SIM卡，DTU上電后先注冊到GPRS網(wǎng)絡(luò)，路燈控制終端GPRS DTU設(shè)備通過RS-232總線與路燈管理中心計(jì)算機(jī)連接，將采集到的各路燈終端數(shù)據(jù)信息發(fā)送給路燈管理中心[26]，其通信過程如下：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過PPP撥號方式登錄到中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)中獲取GPRS內(nèi)網(wǎng)IP地址。

(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器使用路燈管理中心的網(wǎng)絡(luò)IP地址與路燈管理心建立連接，也就是TCP握手請求的IP封包需要通過GPRS內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行路由至路燈管理中心。

(3)路燈管理中心在收到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的握手請求后，將會以同步響應(yīng)報(bào)文的形式通過GPRS內(nèi)網(wǎng)的NAT網(wǎng)關(guān)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。

(4)握手工作完成后，連接建立，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在得到路燈管理中心的響應(yīng)后，GPRS DTU即認(rèn)為與中心握手成功，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，如果通信連接中斷，GPRS DTU將立即重新與路燈管理中心握手。

ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)將ZigBee數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換給GPRS網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)兩個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳遞，負(fù)責(zé)路燈管理中心和與路燈控制終端之間的數(shù)據(jù)交換。

調(diào)光是LED路燈發(fā)展的趨勢，本技術(shù)方案采用PWM調(diào)光方式對LED路燈亮度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)光原理是根據(jù)信號脈沖寬度信號的占空比之間的不同，進(jìn)而使路燈的平均電流不同，從而達(dá)到快速，精準(zhǔn)的調(diào)光的目的。與傳統(tǒng)光源不同，LED路燈需要特定的恒流驅(qū)動電源，LED驅(qū)動器就是一個(gè)開關(guān)電源，起到恒流，穩(wěn)壓的作用。采用LM3409HV作為調(diào)光電路的驅(qū)動芯片，該芯片具有較寬的輸入電壓范圍，低門檻可調(diào)電壓的高效差分電流檢測、快速輸出使能/禁止功能以及加強(qiáng)型散熱包裝這些特點(diǎn)綜合在一起使得LM3409HV適合作為驅(qū)動LED的恒流源。根據(jù)PWM信號允許或者禁止電流流過LED串，調(diào)節(jié)PWM波形的占空比就能夠調(diào)節(jié)一個(gè)周期內(nèi)流過LED的有效電流的時(shí)間，從而達(dá)到對其調(diào)光的效果。調(diào)光的實(shí)質(zhì)是在較短的時(shí)間內(nèi)對LED進(jìn)行頻繁的開關(guān)啟動，如果工作頻率較低，人眼會感覺到燈光的閃爍，為了滿足人眼對于光線的適應(yīng)性，選用200Hz。

光照強(qiáng)度檢測電路，在智能路燈控制系統(tǒng)中，LED路燈能夠根據(jù)光強(qiáng)度變化自動控制路燈的開關(guān)狀態(tài)。例如當(dāng)天氣很好時(shí)，路燈是不會開啟的；但是當(dāng)烏云密布或者陰天下雨時(shí)，光照強(qiáng)度會下降到某個(gè)數(shù)值時(shí)，路燈自動開啟，保證了交通的安全。在本系統(tǒng)中，開燈的照度閥值設(shè)置為50lx(得勒克司度，光通量均勻分布于m²面積上的光照度)，關(guān)燈的照度閥值設(shè)置為100lx。光照強(qiáng)度檢測電路設(shè)計(jì)包括：光照度傳感器設(shè)計(jì)以及相關(guān)電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。光照度傳感器測量照度范圍0至200lx的光信號，對應(yīng)輸出4至20mA的電流信號；通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換為0V至5V的電壓信號；緊接著通過分壓電路得到0V至3.3V的電壓信號，送給CC2530微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

電壓、電流檢測電路，智能路燈控制系統(tǒng)具有路燈電壓、電流測定與發(fā)送功能，這樣就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控路燈的狀態(tài)，通過U，I數(shù)值變化，判斷路燈是否出現(xiàn)故障。報(bào)警部分的設(shè)計(jì)是根據(jù)U，I的采集而擴(kuò)展出來的，當(dāng)路燈出現(xiàn)短路或者開路時(shí)，路燈實(shí)時(shí)采集的電壓會變成0V，這時(shí)上位機(jī)一旦收到電壓信息后，就會在路燈管理中心上位機(jī)報(bào)警并反饋給工作人員路燈出現(xiàn)故障的具體位置，便于及時(shí)維修。結(jié)合城市路燈正常工作電壓和電流的范圍，CC2530對路燈進(jìn)行電壓和電流采樣時(shí)，其輸入電壓不能超過其最大工作電壓。故在電路設(shè)計(jì)中，需要對路燈的工作電壓進(jìn)行分壓處理。考慮精度等問題，系統(tǒng)加入了采樣電阻，對其上面的電壓差進(jìn)行放大。

電壓檢測電路，在電壓輸入端，使用大于1MΩ的等效輸入阻抗輸入取樣，接著，將輸入電壓進(jìn)行15倍衰減，然后使用差分、單端運(yùn)放，將其變換到0～3V的范圍，經(jīng)電壓二次緩沖后送到AD采集輸入端。

電流檢測電路，電路共有2路電流輸入端，R5、R6為0.05Ω的采樣電阻，電流傳感器最大測量電流為3A。電流取樣檢測電路將電流信號變?yōu)殡妷盒盘?，差分運(yùn)算放大器電流完成電流方向的識別，其輸出的雙端信號經(jīng)差分、單端運(yùn)放后，成為單端信號，再經(jīng)衰減電路調(diào)整到適合AD輸入的電壓范圍(0～3V)，經(jīng)運(yùn)放構(gòu)成的緩沖器輸出到無線節(jié)點(diǎn)模塊的ADIN端。當(dāng)路燈出現(xiàn)故障或者路燈出現(xiàn)損壞時(shí)，通過路燈的電流會極小甚至為零，不足以驅(qū)動LED發(fā)光，則故障檢測點(diǎn)的電壓會低于給定的基準(zhǔn)電壓，通過電壓比較電路給CC2530送入一個(gè)報(bào)警信號。

雷達(dá)檢測電路，在智能路燈控制系統(tǒng)中，當(dāng)后半夜道路行人和車輛非常少時(shí)，路燈亮度的變化是由微波雷達(dá)傳感器提供的車輛速度信號來控制的，路燈亮度隨著車輛或者行人的前進(jìn)方向達(dá)到100％狀態(tài)，當(dāng)車輛或者行人遠(yuǎn)離過后，路燈亮度降低到50％狀態(tài)，這樣既能保證車輛行駛的安全性，也能合理分配照明時(shí)間，減少不必要的用電浪費(fèi)。為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，我們采用標(biāo)準(zhǔn)的24GHz微波多普勒雷達(dá)探測器進(jìn)行移動物體檢測。當(dāng)車輛或行人朝著雷達(dá)方向運(yùn)動時(shí)，反射波的頻率會增加；而當(dāng)車輛或者行人朝著遠(yuǎn)離雷達(dá)的方向運(yùn)動時(shí)，反射波的頻率會有所減少，根據(jù)運(yùn)動物體頻率的變化，就可以測量出物體移動的具體速度。在保證系統(tǒng)精準(zhǔn)度的前提下，為了有效節(jié)約系統(tǒng)成本，減少微波多普勒雷達(dá)探測器的安裝。在路口處裝雷達(dá)探測器，之后每隔200米裝另一臺。當(dāng)雷達(dá)探測器檢測到速度信號時(shí)，系統(tǒng)自動開啟車輛行駛前方200米范圍的路燈。這樣就保證了車輛行駛前方一定范圍內(nèi)的路燈保持100％的亮度，而車輛行駛過后路燈降低到50％亮度。既保證照明需求，又達(dá)到了節(jié)能目的。在CC250芯片中22、23、30、32、33均可用于模擬輸入端口，芯片33引腳和雷達(dá)模塊連接。

附圖說明

圖1是智能路燈控制系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是智能路燈控制系統(tǒng)通信流程圖。

圖3是路燈控制終端硬件框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是調(diào)光電路圖。

圖5是電壓檢測電路圖。

圖6是電流檢測電路圖。

圖7是雷達(dá)檢測電路圖。

圖8是光照強(qiáng)度檢測電路

附圖標(biāo)記說明：1－雷達(dá)檢測電路；2－光照度檢測電路；3－電壓、電流檢測電路；4－路燈控制終端；5－調(diào)光電路；6－ZigBee通信模塊；7－ZigBee協(xié)調(diào)器；8－ZigBee通信模塊；9－GPRS DTU；10－GPRS DTU；11－上位機(jī)；12－路燈管理中心；13－電源；14－路燈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

參見圖1、圖2、圖3可知，本實(shí)用新型的一種基于ZigBee和GPRS智能路燈控制系統(tǒng)，由路燈控制終端4，ZigBee協(xié)調(diào)器7，路燈14管理中心12組成；路燈14管理中心12設(shè)有上位機(jī)11，所述的路燈14管理終端通過ZigBee協(xié)調(diào)器7與上位機(jī)11聯(lián)接，路燈控制終端4設(shè)有ZigBee通信模塊6，ZigBee通信模塊6與雷達(dá)檢測電路1、光照度檢測電路2、電壓、電流檢測電路3及調(diào)光電路5電連(聯(lián))接，雷達(dá)檢測電路1、光照度檢測電路2及電壓、電流檢測電路3將數(shù)據(jù)輸送給ZigBee通信模塊6，ZigBee通信模塊6內(nèi)設(shè)有MCU，MCU控制調(diào)光電路5，調(diào)光電路5與路燈14電聯(lián)接。

通過設(shè)置路燈控制終端4，利用終端對路燈14的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)雷達(dá)檢測電路1、光照度檢測電路2、電壓、電流檢測電路3所檢測的信號，對路燈14的亮度通過調(diào)光電路5進(jìn)行即時(shí)調(diào)節(jié)，以節(jié)省電能；路燈控制終端4通過ZigBee協(xié)調(diào)器7與路燈14管理中心12通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及監(jiān)控，進(jìn)一步提高本系統(tǒng)的可操作性。

所述的ZigBee協(xié)調(diào)器7設(shè)有ZigBee通信模塊8、GPRS DTU 9。GPRS DTU 9，GPRS DTU 10組成GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，GPRS DTU 10通過RS-232總線與路燈14管理中心12計(jì)算機(jī)連接。

所述的調(diào)光電路5設(shè)有LM3409HV作為調(diào)光電路5的驅(qū)動芯片，LM3409HV控制路燈14的開關(guān)啟動頻率為200Hz。

所述的光照度檢測電路2開燈的照度閥值設(shè)置為50lx，關(guān)燈的照度閥值設(shè)置為100lx。

所述的光照度檢測電路2設(shè)有光照度傳感器，光照度傳感器通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路與CC2530微處理器電連(聯(lián))接。

所述的雷達(dá)檢測電路1設(shè)有微波多普勒雷達(dá)探測器，微波多普勒雷達(dá)探測器設(shè)置在路口處，路口與路口之間每隔200米設(shè)置一個(gè)微波多普勒雷達(dá)探測器。

路燈14管理中心12，主要通過電腦上位機(jī)11軟件監(jiān)控整個(gè)路燈14控制系統(tǒng)，可以查閱和管理系統(tǒng)中所有路燈14信息狀態(tài)。負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中的路燈控制終端4，當(dāng)路燈14管理中心12下達(dá)命令時(shí)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與路燈控制終端4之間的通信，路燈控制終端4通過ZigBee無線局域網(wǎng)對路燈14終端完成相應(yīng)的操作命令，從而實(shí)現(xiàn)對路燈控制終端4的遠(yuǎn)距離無線監(jiān)控。

路燈控制終端4，接收到路燈14管理中心12的操作命令，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)把控制信息轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的路燈控制終端4；維護(hù)路燈控制終端4的節(jié)點(diǎn)信息，并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時(shí)反饋給路燈14管理中心12。

路燈控制終端4，接收來自路燈控制終端4下達(dá)的指令，執(zhí)行相應(yīng)操作，例如路燈14的開關(guān)狀態(tài)以及亮度調(diào)節(jié)等；將采集到的路燈14電流、電壓等狀態(tài)信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳遞給路燈控制終端4。

ZigBee根據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)作用不同，可以分為ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee終端。在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，分配網(wǎng)地址，維護(hù)路由表，允許其它設(shè)備加入到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中。ZigBee路由器負(fù)責(zé)完成自身應(yīng)用以及其他節(jié)點(diǎn)的信息轉(zhuǎn)發(fā)，允許更多節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。ZigBee終端完成自身應(yīng)用，并且只能與ZigBee協(xié)調(diào)器或者ZigBee路由器通信，兩個(gè)終端之間不能進(jìn)行直接通信。具體到本實(shí)施例，路燈控制終端4作為網(wǎng)絡(luò)的ZigBee協(xié)調(diào)器7，各路燈控制終端4為網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由器。整體ZigBee網(wǎng)絡(luò)由路燈控制終端4的協(xié)調(diào)器控制，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組建和數(shù)據(jù)配置，路燈控制終端4路由器作為系統(tǒng)的中繼控制器，傳遞信號并控制相應(yīng)路燈14，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。ZigBee通信模塊6、8作為路燈控制終端4的無線收發(fā)裝置，主要完成路燈控制終端4與路燈路燈控制終端4以及其他路燈控制終端4之間的通信。處理器模塊主要是完成與各種功能電路的數(shù)據(jù)處理。本智能路燈控制系統(tǒng)中所采用的ZigBee通信模塊6、8是美國德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的CC2530芯片。CC2530是一個(gè)兼容IEEE 802.15.4的真正的片上系統(tǒng)(SOC)，CC250將采MCU和無線射頻模塊集成在一塊芯片上，因此在路燈控制終端4硬件中CC2530既能作為無線收發(fā)設(shè)備，又能作為硬件結(jié)構(gòu)的MCU。

電源13，為電路提供4.2V電壓。

GPRS DTU簡稱GPRS模塊，DTU中放入一張開通GPRS功能的SIM卡，DTU上電后先注冊到GPRS網(wǎng)絡(luò)，路燈控制終端4的GPRS DTU 9、10設(shè)備通過RS-232總線與路燈14管理中心12計(jì)算機(jī)連接，將采集到的各路燈14終端數(shù)據(jù)信息發(fā)送給路燈14管理中心12[26]，其通信過程如下：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過PPP撥號方式登錄到中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)中獲取GPRS內(nèi)網(wǎng)IP地址。

(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器使用路燈14管理中心12的網(wǎng)絡(luò)IP地址與路燈14管理心建立連接，也就是TCP握手請求的IP封包需要通過GPRS內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行路由至路燈14管理中心12。

(3)路燈14管理中心12在收到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的握手請求后，將會以同步響應(yīng)報(bào)文的形式通過GPRS內(nèi)網(wǎng)的NAT網(wǎng)關(guān)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。

(4)握手工作完成后，連接建立，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在得到路燈14管理中心12的響應(yīng)后，GPRS DTU 9、10即認(rèn)為與中心握手成功，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，如果通信連接中斷，GPRS DTU 9、10將立即重新與路燈14管理中心12握手。

ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)將ZigBee數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換給GPRS網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)兩個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳遞，負(fù)責(zé)路燈14管理中心12和與路燈控制終端4之間的數(shù)據(jù)交換。

結(jié)合圖4，調(diào)光是LED路燈14發(fā)展的趨勢，實(shí)施例采用PWM調(diào)光方式對LED路燈14亮度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)光原理是根據(jù)信號脈沖寬度信號的占空比之間的不同，進(jìn)而使路燈14的平均電流不同，從而達(dá)到快速，精準(zhǔn)的調(diào)光的目的。與傳統(tǒng)光源不同，LED路燈14需要特定的恒流驅(qū)動電源13，LED驅(qū)動器就是一個(gè)開關(guān)電源13，起到恒流，穩(wěn)壓的作用。采用LM3409HV作為調(diào)光電路5的驅(qū)動芯片，該芯片具有較寬的輸入電壓范圍，低門檻可調(diào)電壓的高效差分電流檢測、快速輸出使能/禁止功能以及加強(qiáng)型散熱包裝這些特點(diǎn)綜合在一起使得LM3409HV適合作為驅(qū)動LED的恒流源。根據(jù)PWM信號允許或者禁止電流流過LED串，調(diào)節(jié)PWM波形的占空比就能夠調(diào)節(jié)一個(gè)周期內(nèi)流過LED的有效電流的時(shí)間，從而達(dá)到對其調(diào)光的效果。調(diào)光的實(shí)質(zhì)是在較短的時(shí)間內(nèi)對LED進(jìn)行頻繁的開關(guān)啟動，如果工作頻率較低，人眼會感覺到燈光的閃爍，為了滿足人眼對于光線的適應(yīng)性，選用200Hz。

結(jié)合圖5、圖6可知，電壓、電流檢測電路3，智能路燈控制系統(tǒng)具有路燈14電壓、電流測定與發(fā)送功能，這樣就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控路燈14的狀態(tài)，通過U，I數(shù)值變化，判斷路燈14是否出現(xiàn)故障。報(bào)警部分的設(shè)計(jì)是根據(jù)U，I的采集而擴(kuò)展出來的，當(dāng)路燈14出現(xiàn)短路或者開路時(shí)，路燈14實(shí)時(shí)采集的電壓會變成0V，這時(shí)上位機(jī)11一旦收到電壓信息后，就會在路燈14管理中心12上位機(jī)11報(bào)警并反饋給工作人員路燈14出現(xiàn)故障的具體位置，便于及時(shí)維修。結(jié)合城市路燈14正常工作電壓和電流的范圍，CC2530對路燈14進(jìn)行電壓和電流采樣時(shí)，其輸入電壓不能超過其最大工作電壓。故在電路設(shè)計(jì)中，需要對路燈14的工作電壓進(jìn)行分壓處理?？紤]精度等問題，系統(tǒng)加入了采樣電阻，對其上面的電壓差進(jìn)行放大。

電壓檢測電路，在電壓輸入端，使用大于1MΩ的等效輸入阻抗輸入取樣，接著，將輸入電壓進(jìn)行15倍衰減，然后使用差分、單端運(yùn)放，將其變換到0～3V的范圍，經(jīng)電壓二次緩沖后送到AD采集輸入端。

電流檢測電路，電路共有2路電流輸入端，R5、R6為0.05Ω的采樣電阻，電流傳感器最大測量電流為3A。電流取樣檢測電路將電流信號變?yōu)殡妷盒盘?，差分運(yùn)算放大器電流完成電流方向的識別，其輸出的雙端信號經(jīng)差分、單端運(yùn)放后，成為單端信號，再經(jīng)衰減電路調(diào)整到適合AD輸入的電壓范圍(0～3V)，經(jīng)運(yùn)放構(gòu)成的緩沖器輸出到無線節(jié)點(diǎn)模塊的ADIN端。當(dāng)路燈14出現(xiàn)故障或者路燈14出現(xiàn)損壞時(shí)，通過路燈14的電流會極小甚至為零，不足以驅(qū)動LED發(fā)光，則故障檢測點(diǎn)的電壓會低于給定的基準(zhǔn)電壓，通過電壓比較電路給CC2530送入一個(gè)報(bào)警信號。

結(jié)合圖7可知，雷達(dá)檢測電路1，在智能路燈控制系統(tǒng)中，當(dāng)后半夜道路行人和車輛非常少時(shí)，路燈14亮度的變化是由微波雷達(dá)傳感器提供的車輛速度信號來控制的，路燈14亮度隨著車輛或者行人的前進(jìn)方向達(dá)到100％狀態(tài)，當(dāng)車輛或者行人遠(yuǎn)離過后，路燈14亮度降低到50％狀態(tài)，這樣既能保證車輛行駛的安全性，也能合理分配照明時(shí)間，減少不必要的用電浪費(fèi)。為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，我們采用標(biāo)準(zhǔn)的24GHz微波多普勒雷達(dá)探測器進(jìn)行移動物體檢測。當(dāng)車輛或行人朝著雷達(dá)方向運(yùn)動時(shí)，反射波的頻率會增加；而當(dāng)車輛或者行人朝著遠(yuǎn)離雷達(dá)的方向運(yùn)動時(shí)，反射波的頻率會有所減少，根據(jù)運(yùn)動物體頻率的變化，就可以測量出物體移動的具體速度。在保證系統(tǒng)精準(zhǔn)度的前提下，為了有效節(jié)約系統(tǒng)成本，減少微波多普勒雷達(dá)探測器的安裝。在路口處裝雷達(dá)探測器，之后每隔200米裝另一臺。當(dāng)雷達(dá)探測器檢測到速度信號時(shí)，系統(tǒng)自動開啟車輛行駛前方200米范圍的路燈14。這樣就保證了車輛行駛前方一定范圍內(nèi)的路燈14保持100％的亮度，而車輛行駛過后路燈14降低到50％亮度。既保證照明需求，又達(dá)到了節(jié)能目的。在CC250芯片中22、23、30、32、33均可用于模擬輸入端口，芯片33引腳和雷達(dá)模塊連接。

結(jié)合圖8可知，光照強(qiáng)度檢測電路，在智能路燈控制系統(tǒng)中，LED路燈14能夠根據(jù)光強(qiáng)度變化自動控制路燈14的開關(guān)狀態(tài)。例如當(dāng)天氣很好時(shí)，路燈14是不會開啟的；但是當(dāng)烏云密布或者陰天下雨時(shí)，光照強(qiáng)度會下降到某個(gè)數(shù)值時(shí)，路燈14自動開啟，保證了交通的安全。在本系統(tǒng)中，開燈的照度閥值設(shè)置為50lx(得勒克司度，光通量均勻分布于m2面積上的光照度)，關(guān)燈的照度閥值設(shè)置為100lx。光照強(qiáng)度檢測電路設(shè)計(jì)包括：光照度傳感器設(shè)計(jì)以及相關(guān)電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。光照度傳感器測量照度范圍0至200lx的光信號，對應(yīng)輸出4至20mA的電流信號；通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換為0V至5V的電壓信號；緊接著通過分壓電路得到0V至3.3V的電壓信號，送給CC2530微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。CC2530內(nèi)部微處理器具有8至14位精度的電壓型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此可以不需外接模數(shù)轉(zhuǎn)換器。但由于CC2530的供電電壓為3.3V，而且內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器為電壓型，因此需要將4至20mA電流信號轉(zhuǎn)換為0至3.3V的電壓信號。通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路和分壓電路實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

光照度檢測電路2，使路燈14可以根據(jù)外界光強(qiáng)度的變化自動控制路燈14的開關(guān)狀態(tài)；調(diào)光電路5，使路燈14能根據(jù)不同照明需要，采取不同的照明模式；電壓、電流檢測電路3，當(dāng)路燈14出現(xiàn)故障，路燈控制終端4將路燈14狀態(tài)信息及時(shí)反饋給工作人員，便于維修；雷達(dá)檢測電路1，當(dāng)后半夜道路車輛較少時(shí)開啟，無人或無車輛經(jīng)過時(shí)，自動控制路燈14亮度下降，有人或車輛經(jīng)過時(shí)，自動控制路燈14亮度恢復(fù)，在保證科學(xué)照明的前提下，有效節(jié)約了電能。

由于以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)不限于此，任何本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所能想到本技術(shù)方案技術(shù)特征的等同的變化或替代，都涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。