一種智能路燈控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于城市路燈照明系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有環(huán)境監(jiān)測、自動控制等功能的智能路燈控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈照明系統(tǒng)在帶來方便和美觀的同時，也遇到了諸多問題:1.由于環(huán)境的破壞，經(jīng)常出現(xiàn)陰暗、霧霾等天氣且路燈無法智能開啟，導(dǎo)致城市照明不足；2.在凌晨階段，由于通過馬路上的行人、車輛較少，夜晚持續(xù)照明會大量浪費電能，同時由于夜晚城市用電量減弱，導(dǎo)致路燈兩端電壓變高，這樣會降低了路燈的使用壽命；3.—旦某一路燈出現(xiàn)故障，可能會影響其他路燈工作、甚至?xí)?dǎo)致某一路段路燈失效，降低了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種智能路燈控制系統(tǒng)，旨在解決無線自動控制、環(huán)境參數(shù)的采集、故障路燈自愈及上報等問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種智能路燈控制系統(tǒng)，該裝置包括:
[0005]遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，對路燈控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，包括選擇工作模式；
[0006]分布在路段中的路燈控制器，接受遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的控制指令或者按照預(yù)先設(shè)定的控制程序發(fā)送至所在路段的各個路燈節(jié)點；
[0007]分布在路段中的ZigBee無線通訊模塊，包括ZigBee協(xié)調(diào)器與多個設(shè)置在路燈節(jié)點的ZigBee終端組建成ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口接受路燈控制器的指令控制ZigBee終端，ZigBee協(xié)調(diào)器上電后自動選擇一個信道以及網(wǎng)絡(luò)號來建立網(wǎng)絡(luò)，ZigBee終端加入建立好的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)根據(jù)ZigBee協(xié)調(diào)器的指令控制驅(qū)動路燈開關(guān)；
[0008]運動狀態(tài)傳感器，設(shè)置路段中每個路燈節(jié)點上，測量通過的行人和車輛運動狀態(tài)，并通過數(shù)據(jù)總線形式與路燈控制器通信，根據(jù)路燈控制器根據(jù)設(shè)定的程序通過ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)控制路燈狀態(tài)。
[0009]進一步地，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過設(shè)置GPRS單元與路燈控制器建立數(shù)據(jù)連接，實時訪問Internet數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)路燈控制器與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間通訊。
[0010]進一步地，在街道口的路燈節(jié)點設(shè)置數(shù)據(jù)采集單元采集區(qū)域范圍內(nèi)的溫度、濕度、光照以及霧霾數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線與路燈控制器通信。
[0011]進一步地，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心設(shè)置為自動控制模式和實時控制模式，選擇自動控制模式，路燈控制器按照預(yù)先設(shè)定好的控制程序控制路燈節(jié)點，選擇自動控制模式，路燈控制器按照遠(yuǎn)程監(jiān)控中心指令控制路燈節(jié)點，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心根據(jù)光照、霧霾、溫度與濕度的數(shù)據(jù)發(fā)出指令控制路燈的狀態(tài)。
[0012]進一步地，路燈控制器根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析發(fā)送控制指令，過程為:控制路燈進入關(guān)閉狀態(tài)，此時判斷時間是否進入黑夜，若為白天，則判斷采集光強是否充足，充足則保持路燈關(guān)閉，如果光強不足，則開啟路燈；若為黑夜，判斷時間如果不是O點至4點則路燈開啟，如果為凌晨且有人、車通過，則開啟路燈否則保持路燈關(guān)閉狀態(tài)。
[0013]進一步地，GPRS單元基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通過AT指令控制GPRS網(wǎng)絡(luò)連接，采用透明傳輸方式，用TCP協(xié)議實現(xiàn)路燈控制器到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接，通過心跳包判斷數(shù)據(jù)傳輸鏈接是否正常，GPRS單元主動發(fā)出心跳包給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)鏈接進行判斷，以保證對關(guān)鍵數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸實時性、完整性和優(yōu)先級的控制。
[0014]進一步地，路燈節(jié)點采用ZigBee路由器節(jié)點按照路由算法接入網(wǎng)絡(luò)，ZigBee路由器節(jié)點，接收到路燈控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)包時首先判斷是否為廣播包，如果為廣播包則繼續(xù)廣播數(shù)據(jù)包，否則選擇ZigBee協(xié)調(diào)器進行數(shù)據(jù)包傳輸，最后判斷該ZigBee路由器節(jié)點是否有路由功能，如果不具備路由功能則按照AOVDjr路由算法進行最快路徑路由發(fā)現(xiàn)。
[0015]進一步地，AOVDjr路由算法具體為:步驟I)當(dāng)ZigBee協(xié)調(diào)器需要發(fā)起路由時，廣播一個RREQ命令，內(nèi)容包括目標(biāo)節(jié)點地址、以及目標(biāo)節(jié)點的上一級節(jié)點地址的分組，當(dāng)目標(biāo)節(jié)點收到該分組RREQ命令包括這兩個地址后，采用廣播的方式轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ命令給周圍的相鄰節(jié)點，任意節(jié)點收到RREQ命令后判斷該節(jié)點路由表里是否有目標(biāo)節(jié)點的信息，如果有，則丟棄，如果沒有，則使用RREQ命令所包含的信息建立一個表選項，準(zhǔn)備建立反向路徑；
[0016]步驟2)當(dāng)目標(biāo)節(jié)點收到RREQ命令時，只響應(yīng)第一個到達的RREQ命令，為其建立反向路徑，然后目標(biāo)節(jié)點將RREP命令沿著該RREQ命令經(jīng)過的節(jié)點進行回復(fù)，ZigBee協(xié)調(diào)器收到目標(biāo)節(jié)點發(fā)送的RREP命令后建立正向通訊通道，確定最快路徑，對ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行自愈。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本發(fā)明解決了路燈控制系統(tǒng)的無線自動控制、環(huán)境參數(shù)采集、故障路燈自愈及上報等問題，能參考環(huán)境參數(shù)自動調(diào)節(jié)路燈開通和關(guān)斷，提高了控制系統(tǒng)的可靠性和節(jié)能性，采用ZigBee通訊技術(shù)使系統(tǒng)應(yīng)用范圍更大，溫濕度及霧霾度參數(shù)既可在路燈的液晶屏上實時顯示，更可通過監(jiān)測中心發(fā)送至氣象臺作為參考信息。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的的整體框圖；
[0019]圖2為數(shù)據(jù)采集單元的示意圖；
[0020]圖3為運動狀態(tài)傳感器的應(yīng)用不例不意圖；
[0021]圖4為路燈控制器運行流程圖；
[0022]圖5為GPRS單元數(shù)據(jù)傳輸流程圖；
[0023]圖6為ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸流程圖；
[0024]圖7為AOVDjr路由算法示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]如圖1所示，該智能路燈控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)測中心(即服務(wù)器)、GPRS單元、路燈控制器、數(shù)據(jù)采集單元、ZigBee無線通訊模塊、以及若干組路燈節(jié)點組成。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對整個路燈控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，包括選擇工作模式，收集、監(jiān)測環(huán)境參數(shù)。數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集周圍環(huán)境參數(shù)，包括溫度、濕度、光照、霧霾等參數(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)測中心通過公網(wǎng)GPRS與路燈控制器進行雙向通信，包括遠(yuǎn)程監(jiān)測中心的控制指令傳輸以及采集到的環(huán)境參數(shù)的傳輸，各個路燈節(jié)點之間通過ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)。
[0027]分布在路段中的路燈控制器，接受遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的控制指令或者按照預(yù)先設(shè)定的控制程序發(fā)送至所在路段的各個路燈節(jié)點；
[0028]分布在路段中的ZigBee無線通訊模塊，包括ZigBee協(xié)調(diào)器與多個設(shè)置在路燈節(jié)點的ZigBee終端組建成ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口接受路燈控制器的指令控制ZigBee終端，ZigBee協(xié)調(diào)器上電后自動選擇一個信道以及網(wǎng)絡(luò)號來建立網(wǎng)絡(luò)，ZigBee終端加入建立好的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)根據(jù)ZigBee協(xié)調(diào)器的指令控制驅(qū)動路燈開關(guān)；
[0029]運動狀態(tài)傳感器，設(shè)置路段中每個路燈節(jié)點上，測量通過的行人和車輛運動狀態(tài)，并通過數(shù)據(jù)中線形式與路燈控制器通信，根據(jù)路燈控制器根據(jù)設(shè)定的程序通過ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)控制路燈狀態(tài)。
[0030]圖2為數(shù)據(jù)采集單元，主要負(fù)責(zé)采集所在街道周圍環(huán)境參數(shù)、實時顯示以及將參數(shù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。單元設(shè)備放置在街道口便于監(jiān)測該路段環(huán)境參數(shù)，包括溫度采集模塊、濕度采集模塊、光照采集模塊、霧霾采集模塊，該數(shù)據(jù)采集單元是一個模塊化裝置，并以總線形式與路燈控制器通信，非常便于管理及擴展。數(shù)據(jù)采集單元通過溫傳感器、濕度傳感器采集街道附近的溫濕度數(shù)據(jù)，光照傳感器采集光照強度，霧霾采集模塊采用DSM501作為采集傳感器，采集輸出波形占空比經(jīng)過計算可得到霧霾值。路燈控制器將采集到的數(shù)據(jù)通過LCD實時顯示，過往行人可查看溫度和霧霾，如果系統(tǒng)選擇自動控制模式，系統(tǒng)會根據(jù)采集到光照強度參數(shù)判斷是否開啟路燈。
[0031]運動狀態(tài)傳感器目的是通過測量路口通過的行人和車輛運動狀態(tài)，從而控制路燈狀態(tài)，最終達到節(jié)約能源的目的。如圖3所示在一條路口兩端放置運動傳感器模塊，在凌晨開始工作，一旦檢測到有行人或車輛通過則開啟路燈，當(dāng)另一端接收到采集的信號則關(guān)閉路燈。運動狀態(tài)傳感器放置在一個恰當(dāng)?shù)奈恢茫乐剐游镎`觸發(fā)同時能夠感應(yīng)兒童通過。圖3為一個運動狀態(tài)傳感器塊擺放的示例，也可以在每個路燈都有這樣一個運動狀態(tài)傳感器，或可以根據(jù)路燈的距離進行擺放。
[0032]路燈控制器負(fù)責(zé)控制各個單元、分析處理各項環(huán)境參數(shù)，同時將數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)部FLASH 內(nèi)ο
[0033]GPRS單元可利用移動網(wǎng)絡(luò)來實時訪問Internet數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集單元測量的實時信息通過GRPS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)測中心，并可由遠(yuǎn)程監(jiān)測中心將溫濕度、霧霾信息發(fā)送到氣象站進行整理參與預(yù)測天氣工作。
[0034]ZigBee無線通訊模塊組建ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。ZigBee技術(shù)米用ZigBee協(xié)調(diào)器自組網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錂C構(gòu)、ZigBee終端(設(shè)置在路燈節(jié)點)可以隨意變換。這一特點對實現(xiàn)路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能化、高可靠性、低成本起到很好的作用。路燈控制器通過串口向ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)送指令，ZigBee協(xié)調(diào)器上電后自動選擇一個信道以及網(wǎng)絡(luò)號來建立網(wǎng)絡(luò)