[发明专利]一种基于无线网络的路灯控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种路灯控制系统，尤其是涉及一种基于无线网络的路灯控制系统。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，我国城市化建设步伐的加快，城市照明工程是城市化建设的重要内容之一，节能和环保已是大势所趋，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被人们所接受。随着经济的发展，城市照明的管理范围日益扩大，同时，城市照明作为体现城市形象的作用日益受到重视，城市的建设发展对道路照明以及景观照明提出了更新的要求，这就使得城市照明，特别是城市路灯的管理难度越来越大，运营成本也越来越高。作为城市照明的管理部门迫切需要一种现代化的管理系统平台，来提高管理效率和水平。随着国家节能减排的目标的确定，政府对城市照明的降耗等也都提出了明确的要求。目前，由于基于有线的照明控制系统(电力线通信控制系统)，具有布线麻烦，增减设备需要重新布线、系统可扩展性差、系统安装和维护成本高以及移动性能差等缺点，因此如何通过采用现代的高新技术与传统的运行管理模式相结合，实现绿色照明、提高管理效率和降低运行成本就成为当前急需解决的关键问题，基于无线网络的路灯控制系统正是基于此而提出的。

ZigBee技术是近几年发展非常迅猛的无线通信技术，ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，它是有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802.15.4定义了两个物理层标准，分别是2.4GHz物理层和868/915MHz物理层，它们都工作于全球统一的无需申请的ISM频段，有助于ZigBee设备的推广和生产成本的降低。

ZigBee的主要技术特点包括：

1)专注于低速率传输应用，最大传输速率可以达到250kb/s。

2)功耗低，在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到两年。这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势。

3)成本低，ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，且协议是免收专利费的。

4)网络容量大，从理论上讲，其可连接的节点最多可达65536个。

5)时延短，通常时延都在15～30ms。

6)安全，ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法。

7)可靠性高，采用了碰撞避免机制，避免了发送数据时的竞争和冲突，MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。

8)自组网功能，ZigBee具有多级路由功能，并且其可根据算法自适应组建网络，即使发生节点损坏的情况其也能立即重新构建网络。

从以上的特点可以看出，ZigBee技术非常适合于低成本、多节点、可靠性要求高、低数据流量的通信系统，而无线网络路灯控制系统就是这样一种系统。此外，基于Zigbee无线网络系统不但易于扩充、可靠性高，实现了远程维护和管理，还能节省人力资源，推进了城市照明信息化管理水平的提高。

中国专利CN1679376A公开了一种基于主从的双向射频无线照明控制系统，包括：一个远程控制单元，具有射频信号发射器和射频接收器；和多个照明控制单元，每个所说的照明控制单元都具有一个射频信号发射器、一个射频接收器、和与之相连的一个照明单元。将所说远程控制单元和所说照明控制单元配置成基于主从的网络。多个照明控制单元之一在所说的网络中配置成主单元，所说多个照明控制单元中其余的照明控制单元以及所说远程控制单元在所说网络中都配置成从属单元。所说多个照明控制单元和所说远程控制单元经由射频无线链路相互双向通信。网络可以包括传感器，用于检测环境参数或系统参数。可以将多个照明控制网络的实例连接在一起，形成建筑物范围的网络。

朱忠芳等(朱忠芳，宋爱平，林涛.基于ZigBee技术的单灯节能监控系统[J].现代电子技术，2008，21：130-132，137)详细比较了集中节能方式与单灯节能方式的特点，提出采用单灯节能监控方式是道路照明节能的发展方向，通过分析ZigBee通讯与组网技术的特点，将ZigBee技术与单灯节能技术相结合，做到了对每一盏灯的控制和节能，实现“按需节能”。达到城市照明系统节能减排的目标。给出了单灯节能监控系统方案.并在某城市照明监控系统中进行了验证，取得比较满意的结果。

发明内容