基于传感网的智能路灯节能控制系统
基于人工智能的智能路灯控制系统优化设计
基于人工智能的智能路灯控制系统优化设计智能路灯控制系统作为智慧城市建设中的重要组成部分，其优化设计对于提高城市的公共安全和能源利用效率具有重要意义。
基于人工智能的智能路灯控制系统正是应运而生，它利用先进的算法和技术，实现了对路灯的自动化管理和智能化控制。
本文将从系统结构、优化方案、效果评估等方面，探讨基于人工智能的智能路灯控制系统的优化设计。
首先，基于人工智能的智能路灯控制系统的结构需要具备一定的特点。
传统的路灯控制系统主要依靠计时器或光敏传感器进行控制，但这种方法无法满足实际需求。
因此，人工智能技术被引入路灯控制系统中，利用强大的数据处理和学习能力来优化系统的性能。
一个典型的基于人工智能的智能路灯控制系统结构包括以下几个组成部分：传感器网络、数据采集与处理模块、智能控制模块和通信模块。
其中，传感器网络用于采集路灯周围环境的数据，数据采集与处理模块用于对采集的数据进行处理和分析，智能控制模块利用人工智能算法和模型，根据分析结果进行智能化控制，通信模块则用于与中心控制系统进行通信。
其次，基于人工智能的智能路灯控制系统的优化方案主要包括路灯亮度的自适应调节和智能节能策略。
首先，路灯亮度的自适应调节是通过对采集的环境数据进行分析，根据实际需求动态调整路灯亮度。
例如，当人流量较低或交通流量较小时，可以适当降低路灯亮度以节约能源；当人流量较高或交通流量较大时，可以增加路灯亮度以提高公共安全。
其次，智能节能策略是通过对路灯工作状态的智能控制来降低能源消耗。
例如，根据路灯周围环境光照状况和时间段的不同，智能系统可以自动调整路灯的开关时间和亮度，以达到最佳节能效果。
然后，基于人工智能的智能路灯控制系统的优化设计需要进行效果评估，以验证其性能和实用性。
评估指标包括能源利用效率、节能效果、公共安全等方面。
首先，能源利用效率是评估系统性能的重要指标之一，它可以通过记录路灯亮灭时间、功率消耗等数据来衡量。
优化后的智能路灯控制系统应能够最大程度地提高能源利用效率，减少能源浪费。
路灯照明智能控制系统方案
路灯照明智能控制系统方案摘要路灯照明是城市基础设施中的重要组成部分，而路灯的能耗又是城市能源消耗的一大部分。
为了提高路灯照明效果的同时降低能耗，智能控制系统被引入来实现对路灯的智能化控制。
本文介绍了一种基于互联网技术的路灯照明智能控制系统方案，该方案利用传感器和通信技术，通过远程控制和自动化调节，实现对路灯照明的智能控制，有效降低能耗，提高照明效果。
引言随着城市的快速发展，路灯照明在城市基础设施中起着至关重要的作用。
然而，传统的路灯照明方式存在一些问题，如能耗过高、亮度不均衡等。
为了解决这些问题，智能控制系统被引入到路灯照明中。
智能控制系统利用传感器和通信技术，通过远程控制和自动化调节，对路灯进行智能化管理和控制。
本文将介绍一种基于互联网技术的路灯照明智能控制系统方案，该方案能够有效降低能耗，提高照明效果。
1. 系统架构路灯照明智能控制系统的架构如下图所示：+-----------+| 云服务器 |+-----------+|| +--------------++--->| 无线通信模块 || +--------------+|| +---------------------++--->| 路灯照明智能控制器 |+---------------------+系统主要由三部分组成：云服务器、无线通信模块和路灯照明智能控制器。
云服务器是整个系统的核心，负责接收来自无线通信模块的路灯数据并进行处理。
在云服务器上，可以实现对路灯的远程控制、数据分析和智能调节等功能。
无线通信模块负责将路灯数据传输到云服务器，并接收来自云服务器的控制指令。
通信模块可以采用各种无线通信技术，如LTE、NB-IoT等。
路灯照明智能控制器安装在每个路灯上，负责采集路灯的照明数据，并将数据传输给无线通信模块。
智能控制器还可以接收来自云服务器的控制指令，实现对路灯照明的智能控制。
2. 系统功能路灯照明智能控制系统具有以下功能：2.1 路灯远程控制通过云服务器，用户可以实现对路灯的远程控制。
基于无线传感技术的LED路灯节能控制系统设计
（ ｅａｔ ｅ ｔｆ ｕ ｎｔ ａｄ ｎｏｍａ ｏ， ｈｊ ｎ ｏ ｅｅ ｆ ｏｓ ｕ ｔ ｎ Ｈ ｎｚｏ １ ２ １Ｚ ｅｉ ｇ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｈ ｍａｉ ｆ ｔ ｎＺ ｅｉ ｇ ｌ ｇ Ｃ ｎｔ ｃ ｏ， ａ ｇｈ ｕ ３ ， ｈｊ ｎ） ｍ ｏ ｙｎ ｉ ｒ ｉ ａ Ｃｌ ｏ ｒ ｉ ３１ ａ
压、 亮度 、 温度等） 由Ｌ Ｄ 经 Ｅ 路灯周边的无线传感节点实时的传 输到监控中心。系统据此设计维修计划并发出警报 ， 通知进行
现代社会 ， 成为城市魅力名 片和窗 口的路灯照明 ， 造了 缔
辉煌绚丽的城 市文 明， 也带来 了一些问题 。能源耗费 已经成为
明 下 的分 时段 电压调 控 ， 省 了 大量 的 电力 。 节 实现 了路 灯 管 理 和 监控 的 实 时性 ， 高 了路 灯 管 理 和设 备 故 障处 理 的 效 率 ， 提 降低 了路 灯 的 能耗 。
／
关键 词 ： 能控 制 ； Ｅ 路 灯 ； 线传 感 技 术 ； ｉ ｅ 节 ＬＤ 无 Ｚｇ ｅ ｂ
的重 中之重 。
２ 基 于 无 线传 感技 术 的 Ｌ ＥＤ路 灯 节 能控 制 系统
据调查 ， 国当前的路灯 以低效照明为主 ， 我 电能利用率低。
针对照明中存在 的污染严重、 电能浪费、 能耗密度 高、 照明效 能
低等 问题 ， 研究路灯节能控制系统 ， 推动路灯照明节能节 电， 将 对绿色照明的全面发展起到积极 的推进作用 。
１ 当前 路 灯 照 明 系统 存 在 的 不 足
基于无线传 感技术 的Ｌ Ｄ 灯节能 控制系统 可以对Ｌ Ｄ Ｅ路 Ｅ
路 灯 的 开关 状态 进 行 实 时 的监 控 ， 时检 测 和 收集 Ｌ Ｄ 同 Ｅ 路灯 的
基于无线传感技术的路灯智能控制系统研究
坌 堑
基于无线传感 技术 的路灯智能控制系统研究
刘 旭 明
（ 金陵科技学 院， 苏 南京 ２ １６ ） 江 １ １９ 摘 要： 分析 了采 用控制系统之 后路灯的节 电经济效益 ， 绍了智能路灯无线 控制系统 的组成、 介 结构 、 能， 功 该系统设计完 全符合 实际运行
本 系 统通 过路 灯 的隔 盏亮 、降 功率 等节 能技 术 ，可实 现理 想 的节 能效 果 。
１ 节 电 经济 效益 分析
现在 ， 我们 以一 盏 高 压钠 灯 路 灯 ２０Ｗ 计 算 ， ５ 一个 晚上 照 明 １ （ ２ｈ 以晚 上 ７点至 早 上 ７ 计 算） 点 。路灯 节 能 改 造 前 的耗 能为
由修 理人 员 随身携 带 ， 为修 理 人员 提供 故障 信 息， 辅助 人 员操 作并
记 录 在案 。监 控 中心 采用 局域 网方 式 ，可 根 据需 要扩 展 为相应 的 客户 机 ／ 务 器 （ ／ ） 式 ， 服 Ｃ Ｓ模 并与 Ｓ Ｌ数 据库 实现 连 接共 享 。 作 Ｑ 操 界面 采用 视 窗化语 言 设计 ， 文人 机界 面 ， 中 鼠标操 作 ， 所有 命令 、 查 询 和 打 印均非 常直 观 简便 。
为 ２０ ５ ×５×３ ５ ０ ／ ０ ＝ １ ５ Ｗ ． ； ： ０ ３ ｏ ６ ×２ ０ １ ０ ９ ０ｋ ｈ Ｏ ０ — ： ０隔 盏 亮 ， ０ ２ ２０ ５ ×３ ６ ×１ ０ ｌ ０ ＝ １ ０ Ｗ ・ ； ：０ ５ ０ ，隔 两 盏 亮 ， ×３ ５ ０ ／ ０ ２ ０ ０ ９ ｋ ｈ ３０— ：０ ２ ０ ×３ ５ ０ ／ ／ ０ ＝ ２１ ７ Ｗ ・ ； ：０－ ： ０ ５ ×２ ６ ×２ ０ ３ １ ０ １ ６ ０ ｋ ｈ ５ ０ － ７ Ｏ ，隔 盏 亮 ， －
基于无线传感器网络的路灯智能控制系统的设计
基于无线传感器网络的路灯智能控制系统的设计随着科技的不断发展，人们对城市生活的要求也越来越高，其中之一就是对城市基础设施的智能化要求。
路灯作为城市基础设施的重要组成部分之一，其智能化控制也成为人们关注的焦点。
基于无线传感器网络的路灯智能控制系统能够提供更加智能化、高效节能的路灯管理方案，并且具有极大的潜力与应用价值。
首先，基于无线传感器网络的路灯智能控制系统可以实现对路灯的智能监控和管理。
通过在每个路灯上安装传感器模块，可以实时监测路灯的亮度、温度、湿度等环境参数，同时也能感知路灯是否存在损坏或故障。
这些数据通过传感器网络传输到控制中心，管理员可以通过监控软件实时查看各个路灯的状态，及时发现故障并进行处理。
此外，还可以利用无线传感器网络中的数据分析技术，对各项参数进行分析和预测，进一步优化路灯的使用和管理。
其次，基于无线传感器网络的路灯智能控制系统还可以实现对路灯的远程控制和调节。
传感器节点可以接收来自控制中心的指令，根据不同的需求控制路灯的开关、亮度和亮灯时间等。
例如，在人流量较少的夜间时段，可以降低路灯亮度，以节能减排；而在人流量较大的特定路段，可以提高路灯亮度，增加行人和车辆的安全感。
通过远程控制和调节，可以实现路灯的智能化管理，提高路灯的能效和使用寿命。
此外，基于无线传感器网络的路灯智能控制系统还可以实现路灯之间的互联互通。
各个传感器节点可以通过无线通信协议进行互联，形成一个网络，共享数据和信息。
例如，当一个路灯出现故障时，附近的路灯可以接收到信号并发送给控制中心，提醒管理员进行维修。
此外，路灯之间还可以传递交通流量信息、天气信息等，提供给交通管理和城市规划部门，以便做出相应的决策和调整。
最后，基于无线传感器网络的路灯智能控制系统还可以实现对节能减排的贡献。
通过实时监测和远程调节，可以充分利用路灯的能源，避免能源的浪费。
例如，当路灯检测到周围光线足够亮时，可以自动关闭或调低亮度，以减少能源消耗。
基于人工智能的智能路灯控制系统设计与优化
基于人工智能的智能路灯控制系统设计与优化智能路灯控制系统是基于人工智能技术的一种智能化系统，旨在优化路灯的控制和管理效率，提高能源利用率，同时减少能源消耗和环境污染。
本文将深入探讨基于人工智能的智能路灯控制系统的设计与优化。
一、智能路灯控制系统的设计理念智能路灯控制系统的设计理念是通过感知环境信息、分析数据，并根据预设的算法和策略实现对路灯的智能控制。
系统需要能够实时监测路灯的亮度、光线强度、人流情况、车流情况等多种参数，通过人工智能技术进行分析和决策，并实现智能调光、智能预警等功能。
二、智能路灯控制系统的关键技术1. 传感技术：智能路灯控制系统需要通过传感器来感知环境信息，如光线、温度、湿度、噪声等数据。
常用的传感器包括光敏电阻、红外传感器、声音传感器等。
2. 数据分析与决策：采集到的环境信息需要通过数据分析和决策算法，进行智能控制。
常用的算法包括神经网络算法、支持向量机算法、遗传算法等。
3. 通信技术：智能路灯控制系统需要通过无线通信技术实现与管理中心的数据传输和控制指令的下发。
常用的通信技术包括无线射频技术（如Wi-Fi、蓝牙）、NB-IoT等。
4. 能源管理：智能路灯控制系统需要对能源进行合理管理和优化，通过智能调光、智能休眠等功能，降低能源的消耗，提升能源利用效率。
三、智能路灯控制系统的优化策略1. 路灯亮度自适应：智能路灯控制系统可以根据环境亮度和人流情况，自动调整路灯的亮度。
在夜间、行人较多的区域，可以适当提高亮度，提供更好的照明效果，同时在低流量区域进行智能调光，达到节能的目的。
2. 实时监测与预警：智能路灯控制系统可以通过感知车流和人流情况，实时监测路灯状况，并在出现异常情况时发出预警信号。
例如，当人流密集或车辆速度异常时，系统可以发送报警信息给相关部门或管理人员。
3. 故障检测与维护：智能路灯控制系统可以通过自动故障检测功能，实时监测路灯的运行状态，并在发现故障时发送维修请求，进行及时维护和修复，提高路灯的可靠性和稳定性。
基于光电传感器的路灯控制系统
2016届本科毕业设计电铃自动控制电路的设计姓名：____________ 高宇博_________ 学院：物理与电气信息学院专业：电子信息工程学号：________ 140331011指导教师：_________ 郑世旺__________2016年5月5日工作原理,,,,,,,1.1设计方案，,,,,,1.2设计方框图和流程图测量系统的总体结构设计2.5信号输入电路3系统硬件设计3.1 单片机，,,,,,,,3.1.1AT89S51单片机的主要特性3.2其他模块，,,,,,,3.2.1显示电路,,,,,, 3.2.2掉电存储电路4结语，”,””,参考文献，”,，””致谢,,,,,,,,,,附录基于光电传感器的路灯控制系统设计电路分析重庆科创职业学院杜德银[ 摘要]城市市政建设日新月异，宽阔的街道，各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的夜间魅力。
但是由于道路、路灯众多，传统的人工管理模式已经和快速、现代化的城市建设不相适应。
为解决城市路灯照明系统存在的灯光控制方法和管理手段落后，所用灯具科技含量低等问题，设计了一个模拟路灯控制系统。
采用高效节能LED路灯作为光源，采用AT89S52单片机作为控制中心，利用传感器模块、光控路灯模块、恒流源模块来实现，根据环境、交通等因素，单片机采集光敏电阻、声敏电阻的信号控制路灯的亮灭，采用切换多种模式方式设定并实现自动控制的功能，按照规定的时间自动管理路灯的功能。
实现了路灯的智能化控制，节省了电力能源和人力资源。
[ 关键词]传感器光控声控单片机1. 元件的介绍1.1 光电传感器基本知识光电传感器最根本的原理是光电效应，光电效应又分为外光电效应和内光电效应。
外光电效应: 在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。
在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生II2.1 单片机,,,,,,, 2.2 打铃电路2.3 系统驱动电路2.4 掉点存储单元光生电动势的效应称为内光电效应。
基于物联网的智能路灯应用与控制系统设计
基于物联网的智能路灯应用与控制系统设计随着科技的不断发展，物联网技术的兴起为智能城市建设带来了许多新的应用和改变。
其中之一就是智能路灯应用与控制系统的设计与实现。
智能路灯系统能够提高路灯的能效性能、减少能源浪费，并且能够智能地进行故障监测和维护。
本文将详细介绍基于物联网的智能路灯应用与控制系统的设计。
一、智能路灯系统的需求分析1. 节约能源：传统路灯存在能源浪费以及长时间亮灯没有必要情况的问题。
智能路灯应用与控制系统需要能够根据实时光线变化和行人车辆通行情况智能地调整亮度，从而达到节能的目的。
2. 故障监测与维护：智能路灯系统需要实时监测路灯的故障情况，如灯泡损坏、电源故障等，及时发出报警并定位故障点。
同时还需要远程监控路灯的工作状态，提供远程维护功能，大大减少人工巡检的频率和维护成本。
3. 安全性保障：智能路灯系统需要能够根据路况和车辆与行人的实时情况自动调整亮度和灯光范围，提供良好的道路照明和行人安全保障。
二、智能路灯系统设计与实现1. 传感器技术的应用：智能路灯系统需要搭载各种传感器，如光照传感器、人体红外传感器、温湿度传感器等。
光照传感器用于感知周围环境的亮度，根据光照强度自动调整亮度，以达到节能的效果。
人体红外传感器用于检测周围行人和车辆的存在，根据检测到的情况自动开启或关闭路灯的亮度。
温湿度传感器用于监测环境的温度和湿度，以便及时检测到异常情况，如积水、冰雪等，并及时通过系统发送报警信息进行处理。
2. 通信网络的建设：智能路灯系统需要建立一个稳定可靠的通信网络，以保证各个路灯节点与控制中心的及时通信。
可以采用无线通信技术，如Wi-Fi、蜂窝网络等，以实现路灯节点和控制中心之间的实时数据传输和命令控制。
3. 控制中心的建设：智能路灯系统的控制中心是整个系统的核心，负责路灯亮度调整、故障监测和维护管理等功能。
控制中心需要具备强大的计算和处理能力，能够实时接收和处理来自各个路灯节点的数据，并根据设定的规则对路灯亮度进行调整和故障进行监测和维护。
基于物联网的智能路灯控制系统设计
基于物联网的智能路灯控制系统设计智能路灯控制系统设计：实现安全、节能与环保在现代城市中，路灯是保障行人和车辆安全的重要设施。
然而，传统路灯系统存在诸多问题，如能耗高、维护困难、操作不便等。
为了解决这些问题并提升路灯的效率和可靠性，基于物联网的智能路灯控制系统应运而生。
一、智能路灯控制系统的概念和原理智能路灯控制系统是利用物联网技术将路灯与集中管理系统相连，实现对路灯的远程监控和控制。
该系统通过无线通信技术将路灯和管理系统连接起来，实现实时数据的传输和反馈。
通过集中管理系统，可以监控路灯的亮度、能耗、故障等数据，实现对路灯的远程调控和维护。
智能路灯控制系统的原理是基于物联网的技术架构。
路灯通过传感器和终端设备收集和传输数据，传输通道可以是无线网络或有线网络。
数据传输到集中管理系统后，系统可以进行数据分析和处理，从而实现对路灯的智能控制和管理。
二、智能路灯控制系统的功能与特点1. 远程监控和管理：智能路灯控制系统可以实时监控路灯的工作状态、亮度、温度等参数。
用户可以通过集中管理系统远程查看各个路灯的工作情况，并可根据需求进行调整和设定。
2. 节能与环保：智能路灯控制系统可以根据天气、时间、路况等外部条件智能调整路灯的亮度和开关状态。
可通过提前设定开关时间、调整亮度等措施，节约能源。
同时，路灯故障时可立即发送故障报警，提高故障检测和处理的效率，减少环境污染。
3. 数据分析与预警功能：通过智能路灯控制系统获取的实时数据，可以进行数据分析和挖掘，预测路灯的寿命、故障风险等。
当系统检测到异常情况时，可以发送预警信息，提醒维护人员及时修复故障，保证路灯的正常运行。
4. 智能报警与应急功能：智能路灯控制系统可以根据路灯附近的环境变化实时发出报警信号，例如检测到异常人群、火灾等情况。
同时，系统还可以根据交通流量实时调整路灯的亮度和时序，提供更好的路况指引和交通安全保障。
三、智能路灯控制系统的设计流程1. 硬件设计：智能路灯控制系统的硬件设计包括路灯节点设备、传感器、无线通信模块等。
基于人工智能的智能路灯控制系统设计
基于人工智能的智能路灯控制系统设计智能路灯，是指通过人工智能算法等技术手段，在路灯的照明功能之外，能够实现更多的辅助功能，带来更为智能的城市公共照明服务。
而要让路灯能够“智能”起来，就需要建立起一个完善的人工智能控制系统。
人工智能技术在路灯控制中的应用，可以带来很多好处。
首先，智能路灯可以感知周围环境，根据行人、车辆、环境光及天气变化等因素进行智能调节，不仅可以实现灯光的自动调控，还可以进行远程控制。
其次，智能路灯可以实现网络化联动。
很多城市的路灯都集成了GPS等信息采集技术，通过互联网进行数据传输，互相联动实现智能化调度。
这也可以带来更高的能效。
如此一来，智能路灯的应用范围将不再仅仅是城市的道路和公共场所，还可以用于停车场、小区、体育馆等场所的照明。
要设计一个基于人工智能的智能路灯控制系统，我们首先需要观察实际情况，针对不同参数开发出相应的算法。
如对于照明参数，就需要针对光源、环境光、时间、天气等因素进行智能控制。
针对光源，要选择高效节能光源，保证路灯的亮度和效果，同时减少能耗。
针对环境光，需要通过传感器精确探测周围的光线情况，根据设定的阈值调整路灯亮度。
如在雾天或阴天，路灯可以自动提高亮度以更好地照明。
智能路灯的智能调控不能仅依靠感应器，还需要通过图像识别技术，进行智能判断和调控。
如在识别到行人经过时，路灯可以智能地根据行人与路面的距离自动调节亮度；在识别到车辆经过时，可根据车速、方向、位置等信息智能调节亮度和方向。
随着智能路灯的逐步推广，网络化调度就会成为逐渐变得重要的需求。
通过网络化联动，路灯可以感知到周边其他灯的情况，实现数据共享，提高路灯运行的智能性和可靠性，提高路灯的使用率和节能效果。
另外，在智能路灯控制系统中，还需考虑一些人性化功能。
如路灯控制软件可以设定一些特殊情况下的灯光模式，如节日模式、安保模式、应急模式等，以应对常规控制难以解决的问题。
同时，需要建立健全的安全机制，保证系统的安全稳定。
基于传感网的智能路灯节能控制系统
Ｓ Ｃ ｌ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ Ｏ ０ Ｙ 一 ２ ０ １ ３ Ｎ Ｏ ． Ｊ ７ 皿雹圃
基于传感 网的智能路灯节能 控制 系统①
李 晓光 肖萍 萍 （ 长春 大学 光华 学院 电气信 息学 院 吉林长 春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ）
ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖｉ ｎ ｇ． Ａｔ ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ －ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎｄ ｉ ｎｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ， ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋｅ ｄ ｍａ ｎａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｉ ｔ ｙ ｓ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｌ ａ ｍｐ．
摘 要： 针对路 灯运行 状态 、 信息难 以反馈和 难 以进行合 理控 削等 问题 ， 本 文将 无线传 意嚣 网络层 次拓扑模 型应 用于城市路 灯 照明管理 秉统 ， 完成整体 优化 控制 。 利 用模糊控 制 原理对路 面信 号进 行模 糊化处 理 ， 将 晶 闸管相控 斩波 和 自耦 降压 技术 整合进行路 灯 的软启 动和
慢斜坡控制， 实现智能路灯控制器节点 自动调压 节能， 最终实现城市路灯的节能控制和智能化 网络化管理。
关键 词 ： 路灯 节能 模糊控 制 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ （ ｂ ） － ０ ０ ０ ５ － ０ ２
：
Ａｎ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ —ｓ ａ Ｖ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ Ｓｔ ｒ ｅ ｅ ｔ Ｌａ ｍｐ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓｅ ｎ ｓ ｏ ｒ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ
基于ZigBee网络的路灯节能控制系统
2009年5月第16卷第3期控制工程C o n t r o l E n g i n e e r i n g o f C h i n a M a y 2009V o l .16,N o .3文章编号:1671-7848(2009)03-0324-03 收稿日期:2008-05-03; 收修定稿日期:2008-07-14基金项目:国家自然科学基金资助项目(U 0735003)作者简介:林方键(1982-),男,福建连江人,研究生,主要研究方向为无线控制网络等;胥布工(1956-),男,教授,博士生导师。
基于Z i g B e e 网络的路灯节能控制系统林方键,胥布工(华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州 510640)摘 要:介绍Z i g B e e 无线控制网络特点,讨论Z i g B e e 技术在路灯节能控制系统的应用开发方法,提出由G R P S 网络和Z i g B e e 无线控制网络相结合的系统方案。
研究Z i g B e e 无线网络节点路灯控制器的硬件设计、软件设计,采用的网络拓扑、控制策略、应用配置文件,并在C h i p c o n 公司的C C 2430平台上进行测试。
在实际工程中成功地应用了所提出的应用方案,实现了路灯节能控制系统的智能化、信息化、高可靠性、低成本的目标,取得了明显的节能控制成效。
关 键 词:Z i g B e e 技术;路灯控制器节点;应用配置文件;节能控制中图分类号:T P 27 文献标识码:AS t r e e t L i g h t E n e r g y -S a v i n g C o n t r o l S y s t e mB a s e d o n Z i g B e e N e t w o r kL I NF a n g -j i a n ,X UB u -g o n g(C o l l e g e o f A u t o m a t i c S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,S o u t hC h i n a U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510640,C h i n a )A b s t r a c t :T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f Z i gB e e w i r e l e s s c o n t r o l n e t w o r ka n dt h e a p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t m e t h o do f Z i g B e et e c h n o l o g y f o r t h ee n e r g y -s a v i n g s t r e e t l i g h t c o n t r o l s y s t e m i s d i s c u s s e d .T h es y s t e m p r o g r a m m e c o n s i s t i n g of G P R Sn e t w o r ka n dZ ig B e ew i r e l e s s c o n t r o l n e t w o r ki s p r o p o s e d .Th e d e si g n o f Z i g B e e w i r e l e s s n e t w o r kn o d e o f l i g h t c o n t r o l t e r m i n a l i s g i v e ni n c l u d i n g h a r d w a r e d e s i g n ,s o f t w a r e d e s i g n ,a p p l i c a t i o np r o f i l e ,n e t w o r kt o p o l o g y ,a n dc o n t r o l s t r a t e g y .T h e s y s t e mp r o g r a m m e i s t e s t e do n t h e p l a t f o r mo f C h i p c o n C C 2430.T h e p r o p o s e ds y s t e mi s s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o a c t u a l p r oj e c t .T h e s t r e e t l i g h t e n e r g y -s a v i n g c o n t r o l s y s t e m h a s c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e l l e c -t u a l i z a t i o n ,i n f o r m a t i o n i z a t i o n ,h i g hr e l i a b i l i t y ,l o wc o s t ,e t c .T h e o b v i o u s e n e r g ys a v i n g c o n t r o l r e s u l t i s o b t a i n e d .K e yw o r d s :Z i g B e et e c h n o l o g y ;s t r e e t l i g h t c o n t r o l t e r m i n a l ;a p p l i c a t i o np r o f i l e ;e n e r g y -s a v i n g c o n t r o l1 引 言随着我国城市化水平的不断提高,城市的路灯照明系统的不断扩大,节约电能、提高路灯系统管理水平,已经是急需解决的课题。
基于无线传感网络的智能路灯系统
［ 文章编号 】６２ ９２ （００ ｏ — ０２— ６ １７ — ０ １２ １）５ ０５ ０
［ 作者简介 】 彭建盛 （９９ ） 男， １７ 一 ， 湖南茶陵人 ， 河池学院物理与 电子工 程系讲 师， 硕士 ， 主要研 究方 向： 嵌入
，
式系统开发 与应用．
［ 基金项目】 广西教育厅科研资助项 目 ２０ １Ｍ ２２ ； （０９ １ Ｓ２ ） 河池学院 Ａ类课题资助项 目（（８ Ｎ０ ） ２０ Ａ— ０２ ． ） 片 内温 度 Fra bibliotek传感器
Ｌ Ｄ路灯 Ｅ
图 ２ 路 由路灯节点硬件结构 图
０ ９ Ａ 的流耗 ， ． 外部 的 中断或 Ｒ Ｃ能唤 醒 系统 ； Ｔ 在待 机模 式 时少 ． Ａ ６ 的流 耗 ， 部 的 中断能唤 醒 系统 ， 外 较宽 的 电压范 围 （． ３６Ｖ） 字化 的 Ｒ Ｓ／ Ｑ 支持 和强 大 的 Ｄ ２０～ ． ．数 ＳＩＬ １ ＭＡ 功 能 ， 具有 电池监 测 和温 度 感测 功 能 ， 有 ２个强 大 的支持 几组 协议 的 Ｕ Ａ Ｔ， 带 Ｓ Ｒ 以及 １个符 合 ＩＥ ０ ．５４规 范 的 ＭＡ Ｅ Ｅ８２ １． Ｃ计 时器 ， １个常 规 的 ｌ ６位计 时器 和 ２个 ８位计 时器 ， 现最 大 ２０ｋ／ 的通 信 速 率 ， 强 大 和灵 活 的 开发 工 具 』 实 ５ ｂ ｓ 是 ．功率 控 制 模
化、 农业现代化等诸多领域¨２ 基于无线传感 网络的智能路灯 ， ．． ］ 采用 高亮度的 Ｌ Ｄ为光源， Ｅ 利用 Ｚｇｅ 技 ｉ ｅ Ｂ 术实现了通过 Ｐ ｃ机对路灯状态实施远程无线实时监控 ， 断各个路灯 系统的好坏 ， 判 采集 周边环境温度； 检
测光 线强 度 ， 制灯 的 开与关 和灯 的亮 暗程 度 ； 许路 灯使 用个别 控 制 、 体控 制 ， 现 了节能 、 控 允 全 实 环保 、 降低路 灯维 护成本 等 功能 ．
基于无线通信网络的智能路灯节能系统
—190—基于无线通信网络的智能路灯节能系统黎洪生1，刘苏敏1，胡 冰1,2，张卓敏3(1. 武汉理工大学机电学院，武汉 430070；2. 空军雷达学院陆基预警监视装备系，武汉 430019；3. 武汉理工大学自动化学院，武汉430070)摘 要：针对照明耗能设备的特点，提出一种将无线通信网络与路灯的控制相结合的节能方法。
利用无线传输的方式发送和接收控制信息，采用可变电抗器节能控制技术设计和研制路灯节能装置，探讨运用模糊控制算法优化路灯用电运行的节能问题，并建立相应的模糊控制系统。
结果证明该系统对于节省路灯照明能耗十分有效。
关键词：无线通信网络；模糊控制算法；可变电抗；路灯Intelligence Street Light System of Saving Energy Based on WCNLI Hong-sheng 1, LIU Su-min 1, HU Bin 1,2, ZHANG Zhuo-min 3(1. College of Electromechanical, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070; 2. Department of Land-based Early Warning DetectionEquipment, Air Force Rader Academy, Wuhan 430019; 3. College of Automatic, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070)【Abstract 】Aiming at the characteristic of the lighting energy equipment, this paper puts forward a kind of energy-conserving method to combine Wireless Communication Network(WCN) with control of the street light. It makes use of wireless way to transmit to send and accept the information of controlling, adopts variable reactor energy-conservation to control technical design and develop street light energy-conservation to fit, probes into and uses controlling algorithms fuzzily, optimizes the energy-conserving question that the street light operates with the electricity, and sets up corresponding fuzzy control system. Result proves the system is systematic and very effective in energy consumption for saving the street light illumination .【Key words 】Wireless Communication Network(WCN); fuzzy control arithmetic; impedance transformation; street light计 算 机 工 程Computer Engineering 第35卷 第14期Vol.35 No.14 2009年7月July 2009·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2009)14—0190—02文献标识码：A中图分类号：TP3931 概述目前，我国大中城市的地域规模不断扩展，城市照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市总用量的比例不断增加。
基于无线传感网络的路灯控制系统设计
基于无线传感网络的路灯控制系统设计基于无线传感网络的路灯控制系统设计随着科技的不断发展和城市化进程的加快，智能城市建设成为人们关注的热点。
而路灯作为城市基础设施的重要组成部分，在提供照明的同时，也潜藏着巨大的节能潜力。
因此，设计一种基于无线传感网络的路灯控制系统，实现路灯的智能化管理和节能，成为当前研究和实践的方向之一。
一、系统结构与组成基于无线传感网络的路灯控制系统由多个路灯节点、集中控制器和监控中心组成。
1. 路灯节点：每个路灯节点包含一个无线传感器节点和一个射频通讯模块。
无线传感器节点负责感知环境信息，例如光照强度、温度等，并将这些信息通过射频通讯模块发送给集中控制器。
2. 集中控制器：集中控制器是整个系统的核心，负责接收并处理来自路灯节点的信息，并根据预设的策略控制路灯的亮度。
集中控制器还具备与监控中心通讯的能力，可以将实时的路灯状态和能耗信息上传。
3. 监控中心：监控中心位于城市管理部门，负责实时监测和管理路灯的运行状态、能耗情况等。
监控中心可以通过网络远程控制路灯的开关、调整亮度等参数，并生成报表供管理者参考和分析。
二、系统工作原理1. 路灯节点工作原理：每个路灯节点安装在路灯杆上，通过无线传感器节点感知环境信息。
传感器负责感知光照强度和温度等参数，然后将这些参数通过射频通讯模块发送给集中控制器。
同时，每个节点还具备一定的处理能力，可以根据预设策略控制灯光的亮度。
2. 集中控制器工作原理：集中控制器接收并处理来自路灯节点的数据信息，包括光照强度和温度等参数。
根据预设的策略，集中控制器实时调整路灯的亮度，以实现节能的目的。
集中控制器还负责与监控中心通讯，将路灯的实时状态和能耗信息上传到监控中心，方便管理者进行监控和管理。
3. 监控中心工作原理：监控中心通过网络接收集中控制器发送的实时路灯状态和能耗信息，可以远程控制路灯的开关、调整亮度等参数。
监控中心还可以生成报表，用于评估和分析路灯的能效和运行情况，为城市管理者提供参考和决策依据。
智能路灯控制系统方案
智能路灯控制系统方案1. 引言智能路灯控制系统是一种基于物联网技术的智能化方案，旨在提高路灯的节能效率、管理效率和维护效率。
通过智能化的控制策略和实时监测，可以根据实际需要调整路灯的亮度和开关状态，实现有效的能源管理和智能化的路灯管理。
本文将针对智能路灯控制系统进行详细的方案介绍和设计说明，包括系统架构、主要功能模块、数据传输和通信方式以及系统的实施步骤等。
通过这些描述，读者将能够对智能路灯控制系统有一个全面的了解，并为相关项目的实施提供参考。
2. 系统架构智能路灯控制系统主要分为以下几个组成部分：2.1 路灯节点路灯节点是智能路灯控制系统的核心组成部分，它包括路灯控制器、光敏传感器和通信模块。
路灯控制器负责路灯的开关和亮度调节，光敏传感器用于感知周围环境光照强度，通信模块负责与总控制中心进行数据传输。
2.2 总控制中心总控制中心是智能路灯控制系统的管理核心，它负责监控和管理所有路灯节点。
总控制中心可以通过通信模块实时接收和发送路灯节点的状态和控制指令，并根据预设的控制策略对路灯进行智能化控制。
2.3 数据存储和分析平台数据存储和分析平台负责接收、存储和分析智能路灯控制系统的数据。
通过对数据的分析和统计，可以实现路灯的故障检测、能耗分析和管理优化等功能，并为后续系统优化提供依据。
3. 主要功能模块智能路灯控制系统具有以下主要功能模块：3.1 路灯控制路灯控制模块负责对路灯的开关和亮度进行控制。
通过光敏传感器实时感知环境光照强度，路灯控制器可以根据预设的控制策略自动调整路灯的亮度。
此外，路灯控制模块还可以实现远程开关和调节路灯亮度的功能。
3.2 能源管理能源管理模块负责对路灯的能耗进行实时监测和统计。
通过对路灯能耗数据的分析，可以发现能源消耗过大的路灯，并进行相应的优化措施，以提高能源利用效率。
3.3 故障检测与维护故障检测与维护模块负责监测路灯的状态和运行情况。
通过实时监测路灯节点的工作状态，可以及时发现并处理异常情况，避免路灯故障长时间未被修复。
LED路灯智能控制系统设计方案
LED路灯智能控制系统设计方案智能LED路灯控制系统是一种基于物联网技术的路灯智能化管理系统，能够实时监测路灯的工作状态，并根据环境条件智能调节路灯的亮度，从而达到节能减排的目的。
系统设计方案如下：1.硬件设计：系统的硬件主要包括传感器、控制器、终端设备和通信模块等。
-传感器：采用光照度传感器、温度传感器和人体红外传感器等，用于实时监测路灯周围的环境条件，包括光照强度、温度和人流情况等。
-控制器：采用单片机或微处理器作为控制芯片，用于接收传感器的数据并进行处理，同时控制路灯的亮度和工作状态。
-终端设备：包括远程监控终端设备和管理终端设备，用于用户和管理人员查看和控制路灯的状态和亮度。
-通信模块：采用无线通信模块，如WiFi、蓝牙或NB-IoT等，与终端设备进行数据传输和控制指令的发送。
2.软件设计：系统的软件主要包括前端监控界面、后端数据处理和智能算法。
-前端监控界面：提供实时监控路灯状态和亮度的界面，用户可以通过终端设备查看路灯的工作情况，并对路灯进行远程控制。
-后端数据处理：接收传感器的数据，对数据进行处理和分析，生成报表和统计信息，并保存到数据库中。
-智能算法：根据传感器数据和用户的需求，采用智能算法来调节路灯的亮度。
例如，根据光照度传感器的数据，调节路灯的亮度，当光照强度较弱时，增加亮度，当光照强度较强时，减小亮度。
3.系统功能：-实时监测：通过传感器实时监测路灯的工作状态和周围环境条件，包括光照度、温度等。
-远程控制：用户可以通过终端设备远程控制路灯的开关、亮度等参数，方便管理和维护。
-灯光调节：根据传感器数据和智能算法，自动调节路灯的亮度，使其根据环境条件自适应调节，达到节能减排的目的。
-故障检测：系统能够检测路灯的故障情况，并及时报警，方便进行维修和更换。
-数据分析：系统能够对传感器数据进行分析和统计，生成报表和图表，为管理决策提供参考。
4.系统优势：-节能减排：智能控制系统能根据环境条件智能调节路灯的亮度，实现节能减排的效果。
基于无线传感网的智能路灯控制系统设计
基于无线传感网的智能路灯控制系统设计曲宇宁【摘要】针对目前城市道路照明系统智能化程度低、管理效率低等问题,设计了一种基于Zig-Bee无线传感网络的路灯智能控制系统.采用TI公司的CC2530为主控芯片,通过各种传感器采集环境信息及路灯运行参数,并对路灯进行智能控制.【期刊名称】《河北建筑工程学院学报》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】5页(P125-129)【关键词】智能路灯;无线传感网;ZigBee;单灯控制【作者】曲宇宁【作者单位】河北建筑工程学院,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TP18随着城市现代化建设的不断发展，作为城市道路配套基础设施的路灯建设规模也越来越大，道路照明的耗电量也相当的大.传统的路灯控制系统多采用时控方式，存在着能源浪费大、控制方式简单、巡检维护成本高等问题.本文设计的无线智能路灯控制系统，每一个路灯设置ZigBee模块，可以实现自组网，实现对城市路灯的实时监控和智能化管理，在保障交通安全、方便人们生活的同时，实现能源节约，减少资源浪费.无线通讯技术是近年来发展最迅速的科学技术之一，已经被广泛的应用于人们的日常生产生活之中.无线通讯技术拥有更高的灵活性，节省了布线投资.目前使用比较广泛的无线通讯技术有蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等技术，表1为以上几种无线通讯技术的比较.蓝牙技术是由爱立信公司提出的一种低功耗、短距离无线通讯技术.蓝牙技术受限于其通信距离和网络容量，一般有效的通信距离在10米左右，一个蓝牙适配器最多和7个蓝牙设备进行通信，限制了其在无线传感网络中大规模应用[1].Wi-Fi网络是以太网的一种无线扩展，具有构建快速灵活、传输速率快等特点，在空旷的室外其通信距离能达到300米，在室内也能达到近百米，但是，它的功耗高，节点容量也受限制.ZigBee技术是以IEEE802.15.4标准为基础发展起来的一种新兴的无线通讯技术，具有低复杂度、低功耗、低成本、低数据速率、自组网的特点[2].一个ZigBee子网可以组建多达65535个无线节点，ZigBee节点之间可以进行相互通信，ZigBee网络节点间的通讯距离可以从标准的75米扩展到数百米，甚至数公里，非常适合应用在智能路灯控制系统中.在智能路灯控制系统中，由终端节点负责对路灯运行状态以及道路环境相关信息进行采集并执行控制中心发出的指令.终端节点由ZigBee控制模块、电源模块、照度采集模块、电量采集模块、微波检测模块、温度采集模块以及路灯控制模块组成，根据实际道路情况选择全部或者部分模块组成智能路灯终端节点.ZigBee终端节点硬件结构见图1.2.1 节点控制模块选择目前市场上的ZigBee芯片提供商主要是TI、Freescale、Ember、Jennic等.TI公司的CC2530基于IEEE802.15.4标准协议，它的价格低廉，功能强大.CC2530集成了拥有优秀性能的RF收发器，增强型的8051CPU，可编程的闪存，8 KB的RAM以及许多其它强大的功能.芯片根据闪存大小的不同，具有32 KB、64 KB、128 KB和256 KB四个版本的闪存.CC2530不同运行模式之间的转换时间非常短，从而进一步的保证了其运行的超低功耗[3].本系统选用TI公司CC2530为主控芯片.2.2 电源模块电源模块功能是提供稳定的输出电压.本系统选用电压稳压芯片AMS1117，其输出电压有1.5 V、1.8 V、2.5 V、2.85 V、3.3 V、5 V.路灯供电线路的220 V交流电经AC/DC电源模块输出5 V直流电，再由AMS1117为ZigBee芯片提供3.3V电源并为其他模块提供高电平，其原理图如图2所示.2.3 照度采集模块照度采集模块是将光信号转换为电信号的传感器，本系统采用光敏电阻和电压比较器LM393组成光照采集模块，其原理图如图3所示.光敏电阻的阻值与环境光照强度有关，光照强度大时，光敏电阻的阻值很小，随着光照的减小，光敏电阻的阻值逐渐增大[4].将光敏电阻上的分压值接到LM393的同相输入端，与反相输入端的基准电压值比较，当光照强度大时，光敏电阻的分压值小于基准电压，LM393输出低电平，光照强度小时，光敏电阻的分压值大于基准电压，LM393输出高电平.调整反相输入端的基准电压值，可以调节照度采集模块的灵敏度.2.4 电量采集模块电量采集模块主要监测路灯工作时的电压、电流及电能数据，本系统采用ADE7751实现电量采集.ADE7751是ADI公司采用低成本的CMOS工艺制造的高精度单相电能采集芯片，可对50 Hz或60 Hz单相交流电进行电量采集,其测量误差小，符合IEC61036国际标准.芯片可以连续监测相线和N线电流，其信号处理单元都是在数字电路中实现的，计量精度高，抗干扰能力强.2.5 微波检测模块微波检测模块用于检测道路车辆和行人的通行数量，本系统中采用基于多普勒雷达原理设计HB100微波模块.建立于时间基础上的多普勒雷达理论，当无线电波在行进过程中碰到物体时该无线电波会被反射，并且反射波的频率与所碰到物体的运动状态有关.如果无线电波碰到的固定的物体，其反射波的频率和发射波的频率相等.如果物体朝着无线电波发射源运动，则反射波的频率会增大；反之反射回来的电波频率会减小[5].HB100是标准的10.525 GHz微波多普勒雷达探测器，具有探测距离远、抗干扰能力强、功耗小、适应于恶劣环境等优点.2.6 温度采集模块温度采集模块用于采集路灯供电线路接头处的温度，本系统采用PT100温度传感器.PT100是铂电阻温度传感器，其阻值与温度是正相关、非线性关系，在0 ℃时其阻值为100欧姆，温度特性曲线见图4.PT100温度传感器准确度高、稳定性强、检测温度范围广，被广泛应用于工业测温领域[6].2.7 路灯控制模块路灯控制模块通过对继电器的通断进行控制以达到控制路灯的开闭.CC2530作为路灯控制节点的主控单元，在接收到上位机传来的控制信号后，通过对端口输出高低电平控制外接继电器电路，进而打开或关闭路灯控制开关.基于无线传感网的智能路灯控制系统主程序流程如图5所示.系统上电后初始化硬件和网络，各个终端节点通过自组网的形式加入ZigBee网络，首先判断系统处于自动状态还是手动状态，如果处于手动控制状态，则执行手动控制命令，若处于自动状态则进行下一步检测系统工作是否正常，如果不正常则播放告警广播并显示告警信息，请求人工介入处理，如果系统正常则按设定程序进行路灯状态监测以及对路灯通断进行控制.本文设计了基于ZigBee无线传感网络的路灯智能控制系统，可对每个路灯的电压、电流等运行参数、道路环境的光照强度、线路接头处的温度、车辆和行人通行量进行实时监测.系统通过路灯运行参数判断路灯是否故障，后半夜时依据道路环境照度及车辆行人通行量自动关闭部分路灯，达到节约电能及节省运行维护费用的目的.系统无需布线，可实现路灯的单灯和集中控制.【相关文献】[1]王任,刘劲峰,于哲.蓝牙技术的应用[J].信息技术,2002,(7):47～48[2]叶丽丽.智能家居控制管理服务的研究[D].天津:天津大学,2012:7～8[3]陈克涛,张海辉,张永猛，等.基于CC2530的无线传感器网络网关节点的设计[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2014,42(5):183～188[4]杨墨,刘廷丽.光敏电阻在火灾报警器中的应用[J].北华航天工业学院学报,2007,17(1):6～8[5]刘鹏飞,赵陈,王嘉永,等.基于多传感器信息融合技术的智能视频监控系统研究[J].电子测试,2011,(4):38～40[6]王春霞,李桂花.基于MAX1402高精度多路温度测量系统设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2009,8(3):36～38。
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基于传感网的智能路灯节能控制系统An Energy-saving Control System to Street Lamp Based on Sensor Networks 摘要:针对路灯运行状态、信息难以反馈和难以进行合理控制等问题，本文将无线传感器网络层次拓扑模型应用于城市路灯照明管理系统，完成整体优化控制。
利用模糊控制原理对路面信号进行模糊化处理，将晶闸管相控斩波和自耦降压技术整合进行路灯的软启动和慢斜坡控制，实现智能路灯控制器节点自动调压节能，最终实现城市路灯的节能控制和智能化、网络化管理。
关键词:路灯节能模糊控制Key words：lamp, energy saving, fuzzy control
Abstract：For the problems that the street running state and information was difficult to feedback and reasonable control, we apply the topology model to the street lighting management system, and complete the optimization control in this paper. Using the fuzzy control theory to handle the road signals, the intelligent lighting region controller integrates the thyristor chopper with the autotransformer technology, carries out the soft start and slow slope control to the street light, and realizes automatic voltage and energy saving. At finally, the system can realize the energy-saving control and intelligent, networked management of city street lamp.
路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备，它在我国的整体用电量中所占比例巨大。
据统计，2009年全国用电总量为36430亿kW·h。
而城市公共照明（主要是道路照明）大约占总用电量的10%左右，约为3643亿kW·h。
由于道路照明控制过于简单，存在路灯运行状态、信息难以反馈和难以进行合理控制等问题，造成了区域不平衡供电和过度供电的现象（电压过高或“全夜灯”现象），每年将造成几百亿度的电能浪费，还极大地影响用电设备和灯具的使用寿命，造成了巨大的经济损失[1]。
尤其吉林省路灯过度供电的现象尤为严重，路灯供电电压平均在230V~240V之间，而且均为“全夜灯”，给吉林省能源和经济造成了极大的浪费。
本项目所开发的基于传感网的智能路灯节能控制系统是具有节能控制功能的道路照明管理系统，能对区域内的路灯进行自动状态监测、照明控制及管理，自动调整路灯在不同时间、不同交通流量下的耗电量，可解决路灯区域不平衡供电和过度供电造成的电能极大浪费和烧毁灯具的难题。
1 总体方案设计
本文所构建的基于无线传感器网络的路灯节能控制系统由路灯管理中心平台、路灯区域控制器、传感器节点组成[2]。
路灯管理中心平台负责所有信息的汇总、统计、分析和处理，实现对区域控制器节点的控制；路灯区域控制器（即分簇结构中的簇头节点）负责所辖路段路灯亮度的节能控制、解析执行管理中心指令和采集、上报运行
数据。
传感器节点负责某段区域路灯的控制和状态检测。
传感器节点、路灯区域控制器和路灯管理中心之间采用Zigbee协议进行数据传输，传感器节点与所辖区域内各路灯之间采用电力线载波通信方式进行数据传输。
其系统结构图如图1所示。
2 硬件设计
2.1 传感器节点
传感器节点由四个部分组成：数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块[3]。
如图2所示。
数据采集模块由光敏、声音传感器进行所辖区域内光照、声音信息的采集，并将采集的信号通过信号调理电路变为其变为适合传输的数字信号，传送给微处理器模块[4]；微处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理数据采集模块采集的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，实现信息交换控制和数据收发[5]；电源模块为传感器节点提供运行所需的能量，采用微型化、高容量的电池。
2.2 路灯区域控制器
路灯区域控制器的工作原理是光敏传感器采集到所辖区域道路上的光照信号通过输入智能控制器，实现所辖路段路灯的开启和关闭[6]。
道路上的人车流量通过声音传感器输入智能控制器，通过模糊控制算法进行实时处理后，利用晶闸管的移相控制原理，根据时间和车流量对三相交流调压电路中晶闸管的导通角进行控制，进而改变照明电路的输出电压，达到平衡供电，实现节能控制的目的[7]。
控制原理[8]如图3所示。
同步信号采样电路是按照三相交流调压电路的控制规律要求，为晶闸管的移相触发电路提供同步信号；移相触发脉冲电路根据触发角指令的要求，结合同步信号，来控制三相交流调压电路中晶闸管的导通角来决定路灯输出电压的大小；智能控制器作为整套系统的核心部分，其控制方式选取的为模糊控制算法，采集的光信号与声音信号通过放大、转换后输入到控制器的微处理器中，通过模糊控制的方式将采集的数据进行处理比对，选取最优化的控制信号加以输出。
可变电抗器是用来隔离高压和低压，将电抗器的高压侧与路灯p3.1 组建网络
首先，根据设备在网络中的功能，预先对装置编制好程序。
网络
协调器通过串口与PC机相连，可以在串口调试助手上观察网络组建时的实验数据结果。
协调器的功能是通过扫描搜索，以发现一个未用的信道来启动一个网络。
网络协调器上电后建立起ZigBee网络，路灯节能控制系统传感器节点自动加入网络。
当各节点加入网络时，各节点网络指示灯均亮起，表明组网成功。
在采集管理界面中将传感器节点逐渐加入到网络协调器建立的网络中，并在信息显示窗口中显示建网完成后，采集网络建立完成，各采集器数据信息最终传输到网络协调器。
3.2 上位机显示界面
为了系统调试的方便和水质监测系统可视化人机界面的可操作性，本系统在Microsoft Visual C++6.0环境下实现了系统串口通信程序，可以实现数据在计算机上的实时显示。
从图中可以看出，上位机界面主要由操作区、曲线显示区、节点状态区三部分组成。
操作区：主要显示当前所使用的串口以及相应的状态，服务器状态、工作情况、登陆网址等信息。
曲线显示区：在曲线显示区可查看所选用的传感器模拟量变化的波形。
节点状态区：实时显示当前网络中各传感器所采集到的温度、光
强、气体、路灯的数据信息。
4 结语
本项目构建的基于无线传感器网络的智能路灯节能控制系统，能对区域内的路灯进行自动状态监测、照明控制及管理，自动调整路灯在不同时间、不同交通流量下的耗电量，可解决路灯区域不平衡供电和过度供电造成的电能极大浪费和烧毁灯具的难题。
参考文献
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