ZigBee无线模块在城市智能照明上的应用

1. 城市路灯照明现状

我国城市路灯照明大致可分为两大类:传统路灯照明系统和智能路灯照明系统。传统路灯照明采用简单的有线电路控制,其安装困难,维护成本高,耗电量大等缺点。智能路灯照明系统大多采用无线智能控制,云平台统一管理。它的出现解决了传统路灯照明系统大部分缺点,随着时代的发展,最终会替代传统路灯照明系统。

目前智能化应用层出不穷,智能路灯照明系统也方案百出。ZigBee也涌入其中,凭着自组织,高容量,低功耗,低延迟的特点,成为智能照明系统上的一个后起之秀。

2. ZigBee技术简介

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其主要工作频段在868 MHz、915MHz、2.4 GMz频段,目前市场上使用的ZigBee绝大部分工作为2.4 GMz频段。被广泛应用于私有局域网控制系统之中,如智能家居,远程抄表……

3.ZigBee智能照明应用

3.1 系统架构简单

系统由终端路灯节点部分,路由器路灯节点部分,协调器路灯节点部分,服务器部分四个部分组成,具体结构如下图所示:

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   3.1.1 云服务器

   所有路灯的信息的数据汇集点,可以通过网络对所有路灯进行状态监控,指令下发的功能。

3.1.2 协调器路灯节点

对一个区域内的ZigBee路灯节点(路由器路灯节点和终端路灯节点)的网络维护,并汇集该区域内所有路灯状态信息,通过GPRS上传至云服务器或者将云服务器下发到GPRS的控制信息发送至该区域内的相应节点,起到实时控制作用。同时对自己所在位置的路灯进行控制和数据收集。

3.1.3 路由器路灯节点

   辅助协调器路灯节点对终端周边终端路灯节点的控制。同时对自己所在位置的路灯进行控制和数据收集。上传到协调器或者接收协调器下发的命令进行相关操作。

3.1.4 终端路灯节点

对自己所在位置的路灯进行控制和数据收集。上传到协调器或者接收协调器下发的命令进行相关操作。

3.2 方便统一化管理

ZigBee 在智能照明上一将同一个管理区域网络中的路灯节点数据汇总到协调器,再由协调器主板上的GPRS模块上传到服务器,由服务器统一监控并管理路灯状况。

3.3 系统自动维护

整个系统路灯部分采用ZigBee网络搭建,拥有网络自愈和自动组网功能。当中途有某个或者某几个路灯节点故障断网时候,会重新寻找周边的可用网络,并自动加入到该网络,保证了整个网络的健全性和自愈性。服务器可以对整个网络进行实时监控,对整个系统稳定性起到双重保障的作用。

3.4 易于安装

每个非协调器路灯节点均采用一个ZigBee节点(E18-MS1PA1-PCB)+ 照明控制电路组成,协调器路灯节点采用一个ZigBee节点(如E18-MS1PA1-PCB)+ GPRS模块 + 照明控制电路组成,系统成本低,结构简单,易于安装和维护。

备注E18-MS1PA1-PCB为香港马会资料管家婆自主研发的ZigBee模块,该模块采用美国TI进口芯片CC2530F256,性价比高,工作稳定。模块出厂以自带ZigBee组网固件,操作简单,使用方便。)

4. 应用总结

   ZigBee技术具有低功耗、低成本、时延端、容量大、信息可靠、高安全等特点,将会在城市智能照明系统中发挥着不可替代的作用。

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