智能无线路灯系统的设计
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
一、绪论 1
（一）课题研究的目的及意义 1
（二）课题的国内外发展现状 1
（三）课题的主要研究内容 2
二、基于智能联网无线校园路灯系统设计 3
（一）系统硬件电路方案论证 3
（二）节点整体电路设计 3
（三）系统硬件设计 5
(四)系统软件设计 7
三、基于智能联网无线校园路灯系统调试 14
结论 16
致谢 17
参考文献 18
附录一 电路原理图附录 19
附录二 程序清单 21
一、绪论
（一）研究课题的最终目标
校园路灯控制系统具有安全需求高、地点相对分散的特点，长久以来受到人们的高度关注。由于经济的快速发展以及国家政策的改变，校园路灯系统的节能、环保要求逐年提高。近年来，智能无线相关系统应运而生，在满足校园基础照明需求的情况下节约能源，合理布控，随机应变。本文在识别智能布控的同时，利用ZigBee无线传感器网络技术的灵敏性，从而使校园路灯系统的监测更具稳定性，开关灯更加方便，传输性能好，使用更加安全。 （二）课题的国内外发展现状
国际方面，最开始仅仅用于尖端领域。1998年，美国国防部提出了某新型理念，以飞机或炮弹为载体进行，利用无线传感器网络布控，从而完成对敌全方位监控[78]。2006年，ZigBee相关技术在军事领域又取得了新的突破，其中最具代表性的应用是美军的“沙地直线”[9]。随着军事领域应用逐渐更新，以及军民融合的进一步推进，ZigBee无线传感器网络在民用方面的应用也得到了长足的发展。
2002年8月，多家国际公司共同组成的ZigBee联盟成立，其中包括美国摩托罗拉公司、英国Inversys公司、荷兰飞利浦半导体公司等国际著名无线网络运营商。2003年上半年，正式的IEEE 802.15.4标准公布，为建立高效的无线传感器网络提供基础[12]。
在中国，网络技术在无线传感器方面起步并没有想象中那么晚于国外，而且发展过程类似。在美国开始将该技术应用于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国防事业的同时期，国内该技术研究也经历着从军用领域到民用领域的普及以及过度。也就是上个世纪末，国内的无线传感器网络技术从军用开始，完成了向民用领域的过度。从本世纪初开始，相关高校、企业以及研究院纷纷投入到该领域的研究中[13]。
（三）课题的主要研究内容
本文将通过查阅文献，结合课题要求，将目前已学习到的各种技术融会贯通，主要完成系统机构搭建、软件流程设计等内容设计，完成课题设计以及论文撰写。
本文的研究内容被分为五个章节来陈述：
第一章 绪论。主要介绍课题的最终发展目标，课题的国内外现下发展状况以及未来的趋势，且给出了本论文主要完成的内容。
第二章 基于ZigBee无线网络传感器的智能无线校园路灯体系规划。从总体设计方案确定、硬件设计过程、软件设计过程三个方面进行详细论述。
第三章 基于ZigBee无线网络传感器的智能无线校园路灯体系调试。从上位机模拟调试以及硬件两个方面，对设计的路灯系统进行调试与改进。
第四章 结论。实现基于ZigBee无线网络传感器的智能无线校园路灯系统设计以及系统设计的优势。
第五章 附录。由于论文属于软硬件结合内容，所以在论文最后提供论文涉及到的所有电路原理图以及程序清单。 二、基于智能联网无线校园路灯系统设计
第二章论述的理论基础是关于ZigBee的相关协议，本课题研究的是校园智能路灯系统的被实现，当在黑暗中时，ZigBee无线传感器网络系统将触发光照传感器、雷达获得的报警信，进而开启路灯以及智能路灯系统调控，下面分别进行详细介绍和分析。
（一）系统硬件电路方案论证
校园路灯与其他路灯系统最大的不同点就是，即使是主要干道、广场、操场等公共场合也会出现人流稀少的时间，但是即使是一些人员稀少的区域也需要设置必要的路灯以维护校园中的师生生命安全。中小学、幼儿园等校园环境较为简单、区域较为单纯，在设计系统方面，基本只需要考虑学生在校期间的过程设计就好。但是对于高校环境，其特殊点还有：校园大多数属于开放式校区设计，有些学校甚至需要穿过城市主要干道；校园属于全天开放，即使在深夜、凌晨也需要设置一些路灯，确保师生的生命安全以及学校基础公共设施的财产安全。这也导致了高校路灯系统在能源上的极大浪费，特别是在一些人员稀少的时间、地点，长明灯导致的电力能源的浪费也是高校电力费用支出居高不下的重要原因之一。
因此，从理论分析和实际环境考察两个角度出发，师生生命安全以及校园的财产安全和路灯系统的节能型是校园智能无线路灯系统的设计出发点，也是整个论文的两个基调。在阅读大量参考文献、浏览大量网页信息之后，得到的初步结论是：在路灯点亮以后，特别是下课高峰、课外活动高峰期，可以在一些人流密集处适当提高照明亮度，20～30lx是目前查阅到的资料给出的较为权威的一组设定数值，其他区域基本可以设定在8～10lx，而对于小树林等绿化区，人流较为稀疏而且考虑到优雅环境的营造，一般选择1lx~5lx。
（二）节点整体电路设计
通过对比目前的各类文献以及网络上的系统设计模型，本设计主要用来在支路控制器和路灯之间实现通信传输，其中主要模块内容将利用ZigBee无线网络技术实现通信与上下行通信。显而易见系统主要包括电源稳压系统、支路控制系统、
ZigBee协调器系统、ZigBee路由和终端系统这些分系统。系统结构框图如图21所示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/809.html
