[发明专利]基于无线传感器网络的智能路灯控制系统终端节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无线传感器网络的智能路灯控制系统终端节点。

背景技术

现代信息技术有三大基础，分别是传感器技术、通信技术和计算机技术，他们分别负责信息的采集、传输和处理。而传感器网络将这三种技术结合在一起，实现了对信息的采集、传输和处理的一体化。真正有无线传感器网络的概念是在1998年，当时美国在国防高级研究计划局（DARPA）的一个项目中首次提出了无线自组织传感器网络的概念。到了21世纪，无线传感器网络得到了进一步的发展，我国也于2001年开始了无线传感器网络的研究。传感器网络最初是由军事的需求而发展起来的，随着传感器网络技术的发展，其应用的范围也越来越广泛，现在已经涉及到了社会的各个领域。传感器网络技术在军事防御、环境监测、医疗卫生、反恐抗灾、工业制造等领域都起着很重要的作用。

在路灯控制方面，我国在很长的一段时间内都采用的是人工控制的方式，这需要专门的人员定时地停送电，消耗了大量的人力成本，而且还有不准确的缺点；后来有采用定时器进行控制的方法，但是各个季节黑夜的起始时间是不一样的，这就需要根据季节的天黑时间来调节定时器，这就不是很方便；也有采用一个接触器控制所有的路灯或者是一排的路灯的方法，这种方法的缺点是不能够实时改变路灯的亮度，有时还会在深夜的时候会造成过度照明的情况，从而无形之中浪费了大量的能源；现在也有使用单片机控制路灯的方法，这种方法虽然控制方便，但当在路灯系统中加入一盏路灯时，这就需要整个系统在软件和硬件上进行相应的调整，这是比较麻烦的一点。

发明内容

    本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于无线传感器网络的智能路灯控制系统终端节点，用于对路灯的智能控制，以实现对各个路灯状况的实时监控。该智能路灯控制系统具有低成本，高可靠性以及可扩展性等特点。

    智能路灯控制系统包括终端节点、转接点和汇聚节点（见图1），终端节点进行数据测量，将测得的数据发送给转接点，转接点接收数据后通过GPRS网络将数据传输给汇聚节点，最后汇聚节点通过USB接口与控制中心之间建立通信。本发明提供了智能路灯控制系统的关键部分——该系统的终端节点，具体构思如下：

首先，选择采用MSP430F2274微控制器来实现数据处理、控制外设、温度检测（单片机内部检测温度）、AD采样湿度信息以及控制路灯开关与亮度等功能。MSP430是由电源管理系统、单片机、时钟复位电路等组成的单片机最小系统，MSP430系列单片机为16位增强型单片机，拥有硬件乘法器和丰富的片内外设，同时具有很好的计算处理能力和控制能力；加上其低功耗的特点，使得MSP430单片机很适合在此系统中应用。  

其次，无线射频收发电路是通过2.4GHz的无线收发器CC2500实现的，由MSP430控制其收发数据及组网结构, 通过外置天线来增大其收发功率，实现与邻居节点之间的无线通信。

最后，通过电能计量模块ADE7753采样交流电压和电流，并通过SPI接口传送数据给MSP430。此外，存储模块EEPROM在系统中可存放相关的信息，防止断电时信息丢失，保证了系统的稳定性。

    根据上述的发明构思，本发明采用下述的技术方案：

    一种基于无线传感器网络的智能路灯控制系统终端节点包括一个微控制器，其特征在于所述微控制器连接一个电压调整模块、一个无线射频收发模块、一个电能计量模块、一个串行存储模块、一个电源模块和一个指示灯。所述的电能计量模块对路灯中的电能进行计量，将计量的结果通过SPI接口发送至微控制器；所述微控制器通过存储模块进行数据的存储；所述微控制器通过无线射频收发模块与另一个终端节点控制系统之间进行通信；所述电源模块与微控制器相连，提供了工作电压；所述的电压调整模块实现不同工作电压之间的转换；所述的指示灯实现了智能控制系统的实时状态的显示。