基于传感网智能路灯节能控制系统

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1、基于传感网智能路灯节能控制系统　　摘要：针对路灯运行状态、信息难以反馈和难以进行合理控制等问题，本文将无线传感器网络层次拓扑模型应用于城市路灯照明管理系统，完成整体优化控制。利用模糊控制原理对路面信号进行模糊化处理，将晶闸管相控斩波和自耦降压技术整合进行路灯的软启动和慢斜坡控制，实现智能路灯控制器节点自动调压节能，最终实现城市路灯的节能控制和智能化、网络化管理。关键词：路灯节能模糊控制中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0005-02AnEnergy-savingControlSystemtoS

2、treetLampBasedonSensorNetworksLiXiaoguangXiaoPingping（InformationCollegeofGuanghuaCollegeofChangchunUniversity，JilinChangchun，130033）Abstract：Fortheproblemsthatthestreetrunningstateandinformationwasdifficulttofeedbackandreasonablecontrol，weapplythetopologymodeltothestreetligh

3、tingmanagementsystem，andcompletetheoptimizationcontrolinthispaper.Usingthefuzzy7controltheorytohandletheroadsignals，theintelligentlightingregioncontrollerintegratesthethyristorchopperwiththeautotransformertechnology，carriesoutthesoftstartandslowslopecontroltothestreetlight，an

4、drealizesautomaticvoltageandenergysaving.Atfinally，thesystemcanrealizetheenergy-savingcontrolandintelligent，networkedmanagementofcitystreetlamp.KeyWords：Lamp；Energysaving；Fuzzycontrol路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备，它在我国的整体用电量中所占比例巨大。据统计，2009年全国用电总量为36430亿kW·h。而城市公共照明（主要是道路照明）大约占总用电量的1

5、0%左右，约为3643亿kW·h。由于道路照明控制过于简单，存在路灯运行状态、信息难以反馈和难以进行合理控制等问题，造成了区域不平衡供电和过度供电的现象（电压过高或“全夜灯”现象），每年将造成几百亿度的电能浪费，还极大地影响用电设备和灯具的使用寿命，造成了巨大的经济损失[1]。尤其吉林省路灯过度供电的现象尤为严重，路灯供电电压平均在230～2407V之间，而且均为“全夜灯”，给吉林省能源和经济造成了极大的浪费。本项目所开发的基于传感网的智能路灯节能控制系统是具有节能控制功能的道路照明管理系统，能对区域内的路灯进行自动状态监测、照明控制及管理，自动

6、调整路灯在不同时间、不同交通流量下的耗电量，可解决路灯区域不平衡供电和过度供电造成的电能极大浪费和烧毁灯具的难题。1总体方案设计本文所构建的基于无线传感器网络的路灯节能控制系统由路灯管理中心平台、路灯区域控制器、传感器节点组成[2]。路灯管理中心平台负责所有信息的汇总、统计、分析和处理，实现对区域控制器节点的控制；路灯区域控制器（即分簇结构中的簇头节点）负责所辖路段路灯亮度的节能控制、解析执行管理中心指令和采集、上报运行数据。传感器节点负责某段区域路灯的控制和状态检测。传感器节点、路灯区域控制器和路灯管理中心之间采用Zigbee协议进行数据传输，

7、传感器节点与所辖区域内各路灯之间采用电力线载波通信方式进行数据传输。其系统结构图如图1所示。2硬件设计2.1传感器节点传感器节点由四个部分组成：数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块[3]。如图2所示。数据采集模块由光敏、声音传感器进行所辖区域内光照、声音信息的采集，并将采集的信号通过信号调理电路变为7其变为适合传输的数字信号，传送给微处理器模块[4]；微处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理数据采集模块采集的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，实现信息交换控制和数据收发[5]；电源模块为传感器节点提供运

8、行所需的能量，采用微型化、高容量的电池。2.2路灯区域控制器路灯区域控制器的工作原理是光敏传感器采集到所辖区域道路上的光照信号通过输入智