[实用新型]一种基于ZigBee组网的自适应道路照明系统

说明书

本实用新型提供了一种基于ZigBee组网的自适应道路照明系统，包括PC机、ZigBee协调器、ZigBee终端节点，PC机连接ZigBee协调器，ZigBee协调器通过ZigBee路由器连接ZigBee终端节点，ZigBee终端节点还连接光照强度传感器、人体红外传感器以及汽车探测器；ZigBee终端节点还通过路灯驱动功率开关连接路灯。本实用新型的亮度采集模块能够将照明方式划分为三种照明模式，控制节点可以根据不同照明模式，以及检测到道路上汽车和行人的情况，自动调节路灯状态；并能够根据车速确定需要开启路灯的数量和开启的时间，汽车经过后自动关闭相应路灯，实现路灯自适应照明。

技术领域

本实用新型属于道路照明控制技术领域，尤其是涉及一种基于ZigBee组网的自适应道路照明系统。

背景技术

道路照明是城市公共设施的重要组成部分，而随着城镇化建设的推进，道路照明路灯的数量越来越多，能耗越来越高。此外，道路照明的维护工作和高昂的维护成本，给城市管理造成了巨大的困难；并且存在着科学分析论证不足、统一规划或规划相对滞后的问题，出现了该亮的不亮，不该亮的反而很亮的现象，这样的设计规划不仅浪费了能源，而且整体照明效果也不好；这与当今节能的理念相违背。从上述道路照明现状来看，需要推出更有效率的管理和节能方案，来推进道路照明的科学管理和绿色节能。

随着社会自动化程度的提高，计算机技术的广泛应用，道路照明系统的管理也朝着自动化、智能化的方向发展。基于ZigBee术设计一种智能化程度高、节能效果显著、设备布置灵活、维护方便的照明管理系统，是城市道路照明管理系统发展的必然趋势。从道路照明系统的成本、安全性、智能化、应用前景等方面考虑，本文采用ZigBee组网技术技术设计了道路照明管理系统控制网络，以充分利用ZigBee智能自组网、自恢复技术构建无线传感网络和功耗低、成本低、复杂度低、数据速率低、时延短、网络容量大等优势，使照明系统节约能源，且控制网络组网和维护简单易行。

ZigBee网络是一种自组织网络，本身网络内通信是通过位短地址或者位地址通信，与其它网络不能直接通信。根据网络拓扑结构的不同ZigBee能构建星型网络、树型网络和网状网络。其中，网状网络拓扑具有更加灵活的信息路由规则，在可能的情况下，路由节点之间可以直接的通讯，由路由器中的路由表实现消息的网状路由。这种路由机制使得信息的通讯变得更有效率，使得设备间可以对等通信；意味着一旦某个路由路径出现了问题，信息可以自动的沿着其他的路由路径进行传输。由于ZigBee执行基于AODV(Adhoc OnDemand Distance Vetor)专用网络的路由协议，该协议有助于网络处理设备移动，连接失败和数据包丢失等问题。

通常在支持网状网络的实现上，网络层会提供相应的路由探索功能，这一特性使得网络层可以找到信息传输的最优化的路径。网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，该拓扑结构可以组成极为复杂的网络；网络可以通过“多级跳”的方式来通信，减少了消息的延时同时增强了可靠性。网状网络是一个自由设计的网络结构，具有很高的环境适应能力。其具有自组织、自修复能力，鲁棒性强，所以分布范围广的环境。

以路灯作为主要控制对象，利用传感器技术、网络通信技术、自动控制技术、软件技术^[7]，及ZigBee智能自组网和自恢复技术将道路有关设施进行高效集成组网，构建高效的自适应道路照明系统，提升道路设施的智能化、安全、便利、舒适；并实现环保节能的综合道路网络管理系统控制平台。当路灯附近有车或人经过时，路灯能够自动开启并调节合适的亮度；并可以根据检测到的车速确定需要开启路灯的数量，保持汽车前方的路灯照明范围能够完全覆盖驾驶员的安全视距，满足驾驶员及行人的照明需求。当汽车和行人经过后路灯能够自动关闭相应路灯，减少不必要的能源消耗。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于ZigBee组网的自适应道路照明系统，将ZigBee的智能组网技术应用到道路照明系统的设计中，对整个道路的有关设备进行高效集成组网，构建高效的自适应道路照明系统，提升道路设施的智能化。