低成本、高可靠性的ZIGBEE无线路灯控制系统方案

1．方案概述

随着城市建设的发展，路灯系统容量增大，造成灯光管理困难。常用的有线控制监控方式，受到铺设线路的成本高、效率低、建设周期长等因素的限制，制约了路灯远程控制的应用。

本系统采用ZIGBEE无线路灯控制方式，提供了远程无线遥控、遥视、遥信的功能，通过群控或组控的方式实现路灯的场景和景观控制；可实现如故障报警、数据采集等功能。

并且本系统有很强的可扩充性，通过系统功能扩展升级，可以做到如温湿度监测、气体监测、车辆跟踪定位等功能。
 
2．系统主要功能

1)       主站计算机按设定好的方式自动控制全市路灯的开/关状态，也可在主站手动控制任意终端的开/关状态。手动和自动进行场景控制。

2)       对路灯开关灯精确时间运行进行合理、可靠的控制：达到节省用照明系统10%-20%用电量。可以把全年节假日的特殊开关灯时间进行设置，有突发事件时，可以设置临时时间方案。使城市照明更具人性化。

3)       定时自动上报，或手动巡测各监控终端的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数等各种监测数据。上述参数定时上报。参数变化量取值范围可以手动设置。达到变化值，下位机自动上报变化值。监控中心主机对这些数据加以分析、处理后,以直观的图形或表格形式提供管理人员,为决策提供准确的依据。

4)       对各个终端开/关状态、故障和报警等信息的获取，保证系统有效正常地运行。

5)        查询打印可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、均可打印。可以对任意一天的实际开关灯时间、模拟量数据日志，报警日志。日出日落时间等记录进行查询，显示的表格、曲线图、均可打印。可以对历史故障进行查询和打印。

6)       报警功能，终端处出现停电、交流接触器损毁甚至电缆被盗等故障时,均在监控中心或值班室实时发出声光告警信号,并在电脑显示器上显示故障位置（某智能终端的某一支线）、故障的状况与类型,如情况紧急还可直接显示在主管领导的手机上。管理人员根据对运行状态的统计分析,及时诊断故障的地点及类型,并可对可能发生故障的状态进行预测。

7)       掉电保护功能，终端设计有备用电池,以确保交流供电中断后,系统仍能正常运行,
 
3.系统组成
 

图1：路灯控制系统拓扑图
 

该系统集无线通讯技术、自动化控制技术、传感器技术、WSN组网技术、软件技术、数据库技术和地理信息技术于一体,为城市路灯照明系统的新建或改造升级提供稳定、可靠、低成本的实施方案。系统主要包括：
Ø         终端控制节点
Ø         采集器
Ø         集中器
Ø         控制中心
Ø         手持设备
 
3.1终端控制节点
    路灯上的单灯控制器，接收集中器的命令，对等进行开、关、调光等操作，也可将电压、电流、温湿度等参数传回控制中心。

3.2采集器
    作为一个网络范围内数据信号、控制信号的路由节点，将所有终端控制节点的数据采集并发送至集中器。或将集中器下发的数据传输至终端控制节点。

3.3集中器：
    用户通过GPRS或3G发出控制信号，集中器收到命令后，转换为RF信号通过采集器发送到终端控制节点，实现远程控制。或者终端控制节点将采集到的数据，通过RF信号经采集器路由发送至集中器，集中其收到命令后，转换为GPRS或3G信号发送到控制中心。系统实现双向控制和采集。
 
3.4控制中心：
    路灯控制中心通过控制软件发出各种控制指令，可以实现整体控制、单灯控制、场景控制、定时控制、故障上报、参数采集、历史查询等功能。
 
3.5手持设备：
    在系统出现故障，需要检修的时候，可以用手持机作为检测装置。或者系统需要升级的时候，也可以通过手持机进行无线升级。

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