[发明专利]一种基于ZLL技术的智慧路灯互联系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于节能技术领域，具体涉及一种基于ZLL技术的智慧路灯互联系统及控制方法。

背景技术

目前，智慧城市和智能建筑开始受到广泛的关注，而智慧照明是实现智慧城市建设体系中非常重要的一环，实现智慧照明，需解决好两个关键问题：

一是实现绿色照明，即照明节能技术，使用LED照明比传统钠灯节能近60%，随着建设节约型社会理念的深入人心，LED照明这一节能环保的新型技术必定会对传统的照明技术带来巨大的冲击。随着技术的不断完善、行业的不断规范以及认知度的不断提高，国内户外照明采用LED光源越来越多，原有的户外照明将光源纷纷替换成LED，兴建道路及工程则大分部都使用LED光源。LED成为道路照明领域最为合适的电光源这一论断已被认可，甚至很多人认为未来很长一段时间LED将是道路照明采用的唯一电光源。

二是对照明的智能控制，随着物联网技术的发展，基于物联网的智慧照明系统成为可能，通过对城市的所有照明设施和景观设施安装智能控制器，各单灯智能控制通过现有的电力线进行通信连接，实现数据的传输。可将数据汇总到集中控制器，与监控中心进行远程通信，实现远程照明监测与控制。

Zigbee是一种结构简单、低功耗、低速率、低复杂度、低成本和可靠的无线网络通信技术，现在已广泛的用于工业控制、汽车自动化等领域。为深化ZigBee无线技术在智能照明领域的推广和发展，ZigBee联盟发布ZigBee Light Link标准（以下简称ZLL），为用户提供高效、灵活、易用的照明解决方案。

发明内容

发明目的：本发明目的在于克服传统路灯耗电量大、无法自动调节路灯亮度等问题，将Zigbee Light link技术引入到路灯中，设计了一种基于ZLL技术的智慧路灯互联系统及装置，给出了路灯互联拓扑结构图，设计了LED灯联网路灯节点装置，该装置包括路灯节点和ZLL网关，分析了路灯节点和ZLL网关的工作主要流程。通过该系统，可快速构建LED智慧照明控制系统，可实现对照明系统的远程控制，可进行PWM调光等功能，以达到使照明系统更加智能和节能的目的。

技术方案：本发明所述的一种基于ZLL技术的智慧路灯互联系统，包括上位机主机、ZLL网关和ZLL路灯节点模块，所述ZLL网关负责zigbee light link 协议与TCP/IP协议之间的转换，所述ZLL网关与ZLL路灯节点模块通过树型拓扑结构进行自组织网络连接；所述ZLL路灯节点模块包括电源和稳压模块、主控模块、环境亮度监测模块、LED路灯驱动模块和LED路灯模组，所述主控模块的输入端连接有环境亮度监测模块，所述主控模块的输出端依次连接有LED路灯驱动模块和LED路灯模组，所述主控模块还连接有电源和稳压模块，所述电源和稳压模块由DC电源和LDO稳压芯片构成，所述LED路灯驱动模块包括驱动电路和LED开关电源；所述ZLL网关包括电源及稳压模块、主控制模块和以太网模块，所述主控制模块分别与所述电源及稳压模块、以太网模块电连接，所述电源及稳压模块由DC电源和LDO稳压芯片构成。

进一步的，所述DC电源将220V交流转变为5V直流，LDO稳压模块5V供电，输出3.3V直流，为主控模块或主控制模块进行供电。

进一步的，所述LDO稳压模块采用REG1117-3.3芯片为核心。

进一步的，所述主控模块和主控制模块均采用CC2530片上系统，支持Zigbee无线通信方式和zigbee light link协议，以工业级8051微控制器为内核。

进一步的，所述环境亮度监测模块选用照度传感器，与主控模块自带的AD转换器进行连接，提供实时环境的亮度，主控模块根据亮度值改变PWM输出，利用CC2530自带的16位定时器生成PWM波形，再通过调整高电平和低电平的占空比，来调整LED路灯模组的亮度。

进一步的，所述驱动电路采用NCP5106驱动芯片，LED开关电源采用Buck型LED开关电源，通过驱动芯片改变LED开关电源的输出电压，从而改变LED路灯模组的亮度。

进一步的，所述LED路灯模组采用四模组组成，单模组集成36颗LED灯珠。

进一步的，所述以太网模块采用以太网接口芯片W5500，控制信号和数据通过以太网接口芯片上传到上位控制主机。

本发明还公开了上述一种基于ZLL技术的智慧路灯互联系统的控制方法，包括ZLL网关控制和ZLL路灯节点模块控制：

（A）ZLL网关控制：