[实用新型]一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及路灯监控系统，确切地说是一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统。

背景技术

随着城市建设的快速发展，特别是道路照明及景观照明等城市亮化工程的广泛实施，城市照明系统规模越来越大，各类照明设施、设备数量也越来越多，提高路灯系统的统一化管理是一种迫切的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，该装置采用下层ZigBee通信和上层GPRS通信相结合的一种新型混合网络结构，服务器上采用GIS技术实现信息图形化。方案设计可对单灯及多灯进行智能管理，实现了单灯的控制监测与电缆被盗监测,提升城市照明管理技术水平和服务水平，从而更好地达到路灯控制的“网络化、智能化、节能化”。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：

一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，包括路灯控制箱，单灯控制器，所述的路灯控制箱内设有集中控制器、电缆被盗监测主机，集中控制器内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器与集中控制器电联接，单灯控制器控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块与监测主机电联接，电缆被盗监测模块定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器与上位机电联接。

ZigBee技术是一种低功耗、低速率、近距离、低成本和低复杂度的双向无线通信技术．常用于距离较短、功耗较低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输，或用于典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据的传输。ZigBee技术凭借通信可靠、功耗较低、网络容量大和组网容易灵活等特点成为路灯控制的新选择。它支持星状网、集群树状网和网状网这3种主要的自组织无线网络类型。本实用新型的监控系统采用网状网，这种结构非常适合应用在照明产品管理中。路灯线路上相邻两盏灯间的距离不超过50 m，每盏路灯的单灯控制器上加装一个ZigBee无线传感模块，模块之间互为路由，将信息传至集中控制器，然后通过GPRS网络实现与城市照明管理中心间的数据传输。

GPRS(General Packet Radio SeIvice)，即通用分组无线服务，数据以封包(Packet)方式来传输信息。本控制采用无线传感器网络中的网状网拓扑结构，实现单灯控制器与集中控制器之间的数据通信控制点安装一个GPRS无线控制器，选用模块化、数字式的智能灯光控制模块，上位机与集中控制器之间的数据传输是通过GPRS网络实现的。

本实用新型通过设置集中控制器、单灯控制器，并将ZigBee和GPRS技术结合，构建新型的路灯监控模式，可对路灯进行整体控制及单灯控制，有效节约能源及控制成本，从而实现城市照明的智能化管理。

进一步的优选技术方案如下：

所述的单灯控制器设有微处理器，微处理器与光强传感器模块、红外传感器模块、声音传感器模块及故障检测模块电联接；微处理器由电源模块提供电能。

所述的主机与报警装置电联接，报警装置设有报警指示灯、蜂鸣器。

所述的单灯控制器设有ZigBee无线传感模块，相邻的ZigBee无线传感模块之间互为路由，将信息传送至集中控制器。

与现有技术相比，本实用新型的突出的特点是：

采用STM32F103VCT6作为微处理器，STM32是意法半导体基于ARM Codex-M3的32位嵌入式处理器。STM32F103VCT6有11个定时器、13个通信接口和112个快速I／O端口，通过这些接口与传感器模块、电源模块、继电器和ZigBee通信模块、电缆被盗监测模连接；微处理器具有RS232通信接口、传感器接口、程序下载调试接口等。传感器负责采集环境的信息，经过信号处理电路处理以后送入到STM32F103VCT6中进行分析处理。

单灯控制器是进行控制和检测路灯的工作状态的设备，安装于每盏路灯上，为本系统中的感知层。单灯控制器具有ZigBee通信的功能，通过ZigBee通信技术与集中控制器保持互通，接受和执行各种指令，并将执行结果和数据送回集中控制器。单灯控制器的电源由LED路灯电源接入，输入为48V，经过路灯控制器电源模块，产生各个硬件模块所需的供电电压。

时钟模块为开关灯时间提供参考；声音传感器模块检测环境的声音大小； 光强传感器模块检测环境光照强度；红外传感器模块检测是否有人和车经过；电源模块为系统提供电能；故障检测模块，用于路灯的故障检测，当有路灯损坏时可以进行报警并指示故障路灯的具体位置，以便及时维护。