一种新型高速公路路灯智能控制系统设计.pdf

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1、2011年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2011第26卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．26No．2文章编号：1673-064X(2011)02-0096-04一种新型高速公路路灯智能控制系统设计刘天时，刘赏，付春(西安石油大学计算机学院，陕西西安710065)摘要：系统采用单片机控制技术、主动红外探测技术和ZigBee无线传输技术，以实现对高速公路路灯的智能控制．文中给出了高速公路上各种形式路灯的智能控制算法，使路灯能够根据有无车辆通过以及车辆的行驶方向来自动控制路灯

2、开关．该智能控制系统能使路灯实现自动化、智能化，达到有效节约电能的目的．关键词：高速公路；路灯；ZigBee；智能控制；算法中图分类号：TP273．5；U412．366文献标识码：A路灯是城市照明工程的主要组成部分，在起着范应用中常见的一种探测技术．重要作用的同时也在消耗着大量的能源．目前国内ZigBee是一种新兴的短距离无线通信技术，具大部分城市的道路照明管理系统采用简单的光控、有可靠性高、抗干扰性强、功耗低等特点．建立在时控等传统控制方式¨J．这种管理系统存在着难以IEEE802．15．4标准之上，且支持3种主要的自组织反馈路灯运行状态信息、难以进行远程控制、总

3、体智无线网络类型，即星型结构、网状结构和簇状结构，能管理差等局限，并且采用人工巡检，既使路灯管理特别是网状结构，有自配置、自愈合、减少干扰的优部门的任务繁重，又不能及时有效地发现故障，这对点，具有很强的网络健壮性和系统可靠性．无线行车安全造成了很大的隐患．在高速公路上，由于午传输模块由安装在路灯灯杆上的微处理器系统、控夜后路上行驶车辆较少，路灯利用率不高，因此有些制中心监控系统和实现网络互连的无线通信系统组城市在后半夜采用半夜灯的照明方式．这种照明方成．安装在路灯杆上的微处理器系统是由一个光式虽已使路灯达到了节能的目的，但存在着智能化线传感器、通讯控制系统、直流电源

4、等组成的终端控程度低、通讯稳定性差、路面照度分布不均等问题．制系统．系统通过具有自动路由功能的无线通讯控因此从路灯节能控制系统的可靠性、信息化、应用前制器将RFD节点和监控中心进行无线连接』，所以景等方面考虑，本文根据目前高速公路的道路形式通过ZigBee可以快速将路灯开关的控制信号从控设计了一种利用MSP430单片机作为主控制器，综制中心发送到下一个网络节点，从而实现路灯之间合利用主动红外探测技术和ZigBee无线传输技术的信号传递．为一体的路灯智能控制系统．主动红外探测技术的侦测原理是利用红外线经1路灯智能控制系统工作原理LED红外光发射二极管，再经光学镜面做聚

5、焦处理使光线传至较远距离，由受光器接受，当光线被遮断该路灯智能控制系统采用MSP430单片机作为时就会发出警报．它主要包括3个核心部件：红外发主控制器，与其他微处理器相比，MSP430系列单片射管、探测外罩和发射接收端镜片．这是区域周界防机具有能耗小、启动迅速、抗干扰能力强和低电压供收稿日期：2010．1l—l2基金项目：陕西省自然科学基金项目(编号：2010JM8032)；陕西省教育厅科学研究计划项目(编号：2010JK772)作者简介：刘天时(1960一)，男，教授，主要从事管理信息系统与计算机网络研究．E—mail：liutianshi@xsyu．edu．cn

6、刘天时等：一种新型高速公路路灯智能控制系统设计一97一电等特点，且具有寻址空间达64kB、中断与子程序器连续发出开灯信号，此时路灯收到的开灯信号频调用层次无限制、I／O口具有中断能力等优点，利率要大于达到关灯所设置的时间，所以此路灯会持用单片机自身集成的中断、ADC等功能模块实现了续处于开灯状态．当车流量较小时，红外探测器发出环境信号检测、ZigBee通信等多种功能．系统的智能开灯信号的频率小于系统所设定的关灯时间，即在感应模块利用主动红外探测技术进行红外扫描，无系统所设定的关灯时间内收不到红外探测器发出的线传输模块利用ZigBee技术进行信号传输．红外探开灯信号，

7、此时路灯将关闭．下面将以高速公路为例测器和ZigBee路由节点分别安装在路灯灯杆上，并来介绍路灯智能开关算法．且在灯杆上装有光控系统，来判断亮度是否到了所设定的开灯的范围．当光控系统探测到亮度达到所2路灯智能开关算法设定开灯的范围时，便向主控制器发出启动红外探2．1路灯的形式测器的信号，红外探测器开启．当有车辆经过时，红根据高速公路的路形分析，将所有形式的路灯外探测器探测到信号，并将信号传到主控制器，主控可以归结为以下4种情况：制器向路灯发出开灯信号，此路灯打开．路灯灯杆上(1)单道单排路灯：2排单挑路灯对称地位于双的ZigBee节点将此路灯的开灯信号传到下一个