传统有线连接的路灯照明系统,其系统建设的花费较高,线路错综复杂,不易扩展,且智能化管理不便,越来越满足不了快速增长的国民经济和能源不足问题。为了改进传统路灯的诸多不便,人们将物联网技术与路灯系统结合起来,采用无线的控制方式,让路灯更智能、方便。Zigbee技术是一种新型的无线网格技术,具有传输数据功率低,组网简单、网络节点容量大。可解决在100m~2000m物联网范围内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间,或在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。将这种物联技术与路灯照明系统结合起来是时代进步的创新。除此之外,为了满足现代可持续发展的需要,从节能减排的角度出发,采用LED路灯进行照明。这种基于Zigbee技术的物联网智慧路灯控制系统具备了简便、稳定安全性及高效智能的优势。

1、基于Zigbee的物联网技术

         该技术是以Zigbee技术为基础,其通讯要求符合IEEE802.15.4标准,用于解决在100m~2000m物联网范围内且数据传输速率低的各种电子设备之间,或在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。从而达到整个系统物物相连、物物相通、物物可管。

2、系统设计

1)远程智能路灯控制系统组成。
         该系统是由硬件系统和软件系统这两大部分组成。硬件系统包括:Zigbee单灯控制器、集中控制器、路由交换和服务器等设备组成。软件系统软件从底层逐级向上可分为数据采集层、业务处理层和数据呈现层三层次。

2)Zigbee单灯控制器。
         美仑电子生产的单灯控制器是利用无线Zigbee方式,实现数据传输网络控制等功能。其实现的主要功能有:PWM调光、控制开关、电流、电压、功率数据采集、故障检测等功能。
         其工作原理是通过Zigbee物联网络,建立与感知汇集节点的通信。将采集的LED路灯、关灯工作情况、电压、电流以及功率因数等数据,通过物联网络,提交给控制器;接收控制器的控制指令,完成照明设施的开关、照度调整等;具备自动组网功能,可以将一个通信节点动态配置为一个路由或普通节点,其出色的物理层性能和自动路由的特点为用户提供了可靠的网络通信性能。

Zigbee单灯控制器与传统的控制技术相比还具备以下特点:

1. 免布线：用无线Zigbee技术,无需加铺通信线路,利用原有电力线即可实现远程单灯实现监测。
2. 多种控制,全部区域：对所有设定的全部控制区域进行监管。
3. 部分区域：对所控区域内的部分区域进行监管。
4. 选择组单位：如可以路段或片区为单位编组,对某组或某几组进行监管。

3)集中控制器。
         其充分利用该CUP的强大硬件功能,拥有10/100M以太网接口、RS232本地通讯接口、RS485接口、USB接口等。支持GPRS通信方式,同时具备本地以太网接口,支持以太网远程通讯方式。
         路灯集中控制器正常运行时可以通过网络、串行通信口等手段更新升级程序。支持通过GPRS实现程序远程升级。全密封防护外壳,抗干扰能力强,能经受高压、雷电、及高频信号干扰。

4)软件设计。

          系统软件架构图监控系统管理从底层逐级向上可分为数据采集层、业务处 理层和数据呈现层三层次。数据采集层包括了前端集中控制器、企业客户端,主要用于采集各种运行数据和执行由用户下发的指令。业务处理层包括通讯服务器、数据处理服务器、Web集中管理服务器等,主要用于管理各个前端集中控制器、处理相关数据业务等。
         数据呈现层主要通过B/S方式向用户展示监控管理系统的控制方式。用户可根据实际需求和财力、物力逐步投入,灵活配置。路灯管理计划模块、报警信息分析和提示模块是监控管理软件的核心,监控管理软件采用超直观的图形结构,实时准确分析、判断、定位和标注故障,适应于不同层次、不同学历的工作人员操作。管理软件有效避免了采用文本格式与图形结合的方式,描述现场配电设备的电器流程和结构,带来的描述不准确或不能描述和理解困难的缺点,同时达到预兆故障,保障亮灯的目的。