基于GPRS﹢ZigBee的远程路灯控制系统的设计.pdf

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1、第６期总第２６４期农业科技与装备Ｎo．６ＴotａlＮo．２６４２０１６年６月ＡｇｒｉｃｕltｕｒａlＳｃｉｅnｃｅ＆ＴｅｃhnoloｇyａnｄＥｑｕｉｐｍｅntＪｕn．２０１６基于GPRS＋ＺiｇＢee的远程路灯控制系统的设计孔晓红，李瑞华，何军和（河南科技学院机电学院，河南新乡４５３００３）摘要：设计一种基于ＧＰＲS＋ＺｇｉＢｅｅ的远程路灯监控系统。系统采用ＺｉｇＢｅｅ无线自组织网络技术和ＧＰＲS技术进行数据传输，各个节点把采集的信息实时发送回来，显示在上位机上，可以实时监测当前的光照强度和各个

2、路灯的运行情况，同时可以根据当前光照强度调节合适的照明亮度。关键词：无线通信技术；ＺｉｇＢｅｅ；ＧＰＲS；远程控制中图分类号：ＴＰ273文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（2016）06-0026-05目前使用的传统路灯的照明管理系统存在不足过控制与之相连的继电器模块的通断，实现远程控制之处，如浪费电量大、路灯使用寿命短、不能进行远程路灯的功能。同时，ＺｉｇＢｅｅ终端节点定时监测各个设控制、无法自动识别故障路灯、人工作业量大等。近年备的工作状态，并且实时上传到ＺｉｇＢｅｅ协调器，协调来，随

3、着无线通信技术的发展，无线传感器网络应用器将收到的数据通过ＧＰＲS模块传到监控中心，上位［1-2］范围越来越广泛。基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线组网通机软件对收到的数据进行分析，并且实时将各个设备信技术是一种新兴技术，其用无线通信方式对路灯节的工作状态显示出来，最终达到远程监控的目的。系点进行管理，具有通讯频段多、组网能力强、无通讯费统的硬件主要由最小系统、串口接口电路、仿真器接［3-5］用、硬件成本低、功耗低等优点。ＺｉｇＢｅｅ无线传感口电路、恒流驱动电路、ＧＰＲS模块、路灯工作状态监器网络具有省电

4、、可靠、安全等优点，能够对路灯进行测电路、光照强度监测电路组成。系统总体框图如图实时监控，降低管理成本，而且系统容易组建、便于扩1所示。［6］展。本课题设计一种基于ＧＰＲS＋ＺｉｇＢｅｅ的远程路灯监控系统。控制系统采用ＺｉｇＢｅｅ无线自组织网络技术和ＧＰＲS技术进行数据传输，各个节点把采集到的信息实时发送回来，通过串口传送到上位机，可以清楚地看到当前光照强度和各个路灯的运行情况，同时可根据实际情况的不同提供灵活的控制策略，从而使照明系统更智能化、更可靠，并能达到节能环保的目的。１系统硬件设计系统采

5、用监控中心通过ＧＰＲS公网连接到各条道路的现场控制器（ＧＰＲS模块），从而实现对远程数据传输，上位机发送控制指令，通过ＧＰＲS网络将控制指令传输到现场控制器，ＧＰＲS模块通过ＲS-232接口与ＺｉｇＢｅｅ协调器连接，将数据传给ＺｉｇＢｅｅ协调图１系统总体框图Ｆiｇｕrｅ1Syｓｔｅｍｂloｃｋdiaｇraｍ器，ＺｉｇＢｅｅ协调器采取广播的方式将控制指令发送给各个ＺｉｇＢｅｅ路由器模块和ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块，通１.１最小系统收稿日期：2016-04-19最小系统的设计如图2所示。采用以CC253

6、0芯基金项目：河南省科技厅科技攻关项目（１４２１０２２１０１１２）；河南片为主要元件构成的硬件平台，并将Ｚ-Stack协议栈省教育厅自然科学研究项目（２０１１Ａ１２０００５）移植到该硬件平台，可以实现无线网络的自组网以及作者简介：孔晓红（１９７２—），女，博士，副教授，硕士生导师，从网络节点间的数据传递。事计算机智能控制方面的研究工作。２０１６年第６期孔晓红等：基于ＧＰＲＳ＋ＺｉｇＢｅｅ的远程路灯控制系统的设计27所示。图２最小系统Ｆiｇｕrｅ２Miｎiｍｕｍｓyｓｔｅｍ图４恒流驱动模块Ｆiｇｕr

7、ｅ４Ｃoｎｓｔaｎｔｃｕrrｅｎｔdriｖｅrｍodｕlｅ１.２串口通信接口串口接口电路如图3所示。协调器和ＧＰＲS模块１.４GPRS模块之间采用ＲS232接口通讯，使用简单方便。ＧＰＲS模块的作用是实现远程数据传输，可以与管理者之间进行短信的收发，并与ＺｉｇＢｅｅ协调器之间进行无线通信，当现场出现故障时，以最快的速度将故障信息传输给管理者或用户。ＧＰＲS模块内部结构框图如图5所示。图３串口接口电路图５GPRS内部结构框图Ｆiｇｕrｅ３SｅrialporｔiｎｔｅrｆaｃｅｃirｃｕiｔＦiｇｕr

8、ｅ５IｎｔｅrｎalｓｔrｕｃｔｕrｅdiaｇraｍoｆGＰＲS１.３恒流驱动１.５路灯工作状态监测电路恒流驱动是指通过LEＤ的电流为一个合适的恒状态监测电路主要对路灯的状态进行监测，可以定值，使用恒流驱动旨在提高LEＤ的发光效率和稳让值班人员实时看到路灯系统的工作状态，如果发生［7］定度，减少LEＤ的光衰度。大功率LEＤ都是采用恒故障方便及时处理。系统主要是通过监测路灯的工作流驱动方式。电流来进行监控的［8］，采用电流检测技术和精密型霍LEＤ恒流驱动电源采用的是两级变换器，第一尔