[發明專利]道路亮度無線測量系統及其方法

無效

• 申請號: 201110223193.3
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102438032A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 莊鵬;田力軍
• 申請（專利權）人: 廈門市產品質量監督檢驗院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W84/18;G01J1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于亮度測量和無線通訊技術領域，具體涉及一種利用傳感器技術、ZigBee和GPRS無線通訊技術對道路亮度進行采集和無線傳輸的系統及其方法。?

背景技術

傳統的現場總線在道路照明控制中也有應用，但是大多存在著通訊接口協議復雜，而且需要鋪設專用線纜，存在著成本高、維護不方便等問題；窄帶電力線載波直接利用電力線進行數據通信，省去了專用電纜的安裝，構建靈活，具有性價比高、升級方便、維護簡單等特色，但存在電力線干擾大、傳輸速率慢的缺點，大規模應用的可靠性還有待驗證。隨著通信和自動化技術的發展，無線網絡因其組網方便，布局容易，維護簡單的優點，開始逐步應用工業生產領域中。在道路照明測量中，目前成熟的應用大多采用常規工業頻段或利用GSM短信息或GPRS/CDMA等公眾網。采用數傳電臺不但需要申請工業頻段，天線架設麻煩，而且設備價格較高；GSM短消息通信實現簡單，不過實時性和信息量得不到保證，而GPRS/CDMA按流量計費，在照明燈具節點數量較多時，系統成本會急劇上升。?

ZigBee無線通信技術具有低成本、低功耗、對等通信的重要特征和優點。終端間的直通能力即實現對等通信是短距離無線通信的重要特征，有別于長距離無線通信技術，對等通信無需網絡基礎設施進行中轉，接口設計和高層協議相對比較簡單，更適合于城市道路照明測量系統的規模化節點通信，國內外已有不少機構和公司開始關注和研究基于無線通信技術的網絡化道路照明測量系統。?

另外，目前市場上銷售的亮度計的視場均為圓形，當按照以上方法測量路面上規定點的亮度時，事實上是測量路面上一塊上寬下窄的變形長橢圓形區域，而且測量距離越遠、亮度計視場角越大，橢圓的變形就越大。此外，當采用此類亮度計測量遠處道路上規定點的亮度時，要瞄準各對應點是十分困難的，因此造成了測量準確度和效率低、測量結果重復性差等后果。為此，設計了測量視場為梯形的亮度計，可以實現5m寬道路正前方60m-160m路?段的路面平均亮度的測量，測量準確度和效率均較高。?

發明內容

本發明目的在于提供一種道路亮度無線測量系統及其方法，解決了現有技術中對道路亮度測量成本高、效率低、準確性差、數據記錄復雜等問題。?

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：?

一種無線亮度測量系統，其特征在于所述系統所述無線測量系統包含：若干個ZigBee亮度測量終端、ZigBee-GPRS網關、GPRS服務器以及若干個客戶端。所述ZigBee亮度測量終端利用亮度傳感器采集亮度，然后利用ZigBee技術將亮度數據無線發送至遠端的ZigBee-GPRS網關；所述網關通過GPRS技術將亮度數據遠距離無線傳送給GPRS服務器；若干個客戶端可以通過Internet網絡查看所有ZigBee亮度測量終端所采集的亮度數據。?

優選的，ZigBee亮度測量終端包含亮度傳感器、電流-電壓轉換電路、模數轉換器以及ZigBee無線數傳模塊。亮度傳感器測量亮度范圍從0至20cd/m²，對應輸出4至20mA的電流信號；通過電流-電壓轉換電路，將電流信號轉換為0V至5V的電壓信號；緊接著通過分壓電路得到0V至3.3V的電壓信號；最后由模數轉換器得到對應的數字信號，并傳送給微處理器進行數據處理。ZigBee無線數傳模塊主要負責加入ZigBee網絡，并無線發送所采集到的亮度數據。?

優選的，所述ZigBee-GPRS網關包含ZigBee無線數傳模塊和GPRS無線數傳模塊。該ZigBee無線數傳模塊主要負責建立ZigBee網絡，并接收各個測量終端上傳的亮度數據；該GPRS無線數傳模塊主要與GPRS網絡建立連接，并對所有的亮度數據和對應測量終端的信息進行處理，最終上傳至GPRS服務器。?

優選的，所述ZigBee無線數傳模塊包含微處理器、射頻阻抗匹配電路和2.4GHz天線。微處理器用于運行ZigBee無線傳輸協議棧程序，以及對收發數據包進行分析、處理。射頻阻抗匹配電路負責連接微處理器的射頻端與天線，并達到50歐姆阻抗匹配的效果。2.4GHz天線可以采用塑膠棒天線、陶瓷天線或者PCB天線。?

優選的，所述ZigBee-GPRS網關中ZigBee無線數傳模塊和GPRS無線?數傳模塊是通過串口進行連接。ZigBee無線數傳模塊通過串口發送AT指令控制GPRS無線數傳模塊；GPRS無線數傳模塊通過串口反饋信息給ZigBee無線數傳模塊。?