[發(fā)明專利]一種基于ZLL技術(shù)的智慧路燈互聯(lián)系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610562418.0
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN105960071B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡彬彬;胡為民;張云
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZLL技術(shù)的智慧路燈互聯(lián)系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

目前，智慧城市和智能建筑開始受到廣泛的關(guān)注，而智慧照明是實現(xiàn)智慧城市建設(shè)體系中非常重要的一環(huán)，實現(xiàn)智慧照明，需解決好兩個關(guān)鍵問題：

一是實現(xiàn)綠色照明，即照明節(jié)能技術(shù)，使用LED照明比傳統(tǒng)鈉燈節(jié)能近60%，隨著建設(shè)節(jié)約型社會理念的深入人心，LED照明這一節(jié)能環(huán)保的新型技術(shù)必定會對傳統(tǒng)的照明技術(shù)帶來巨大的沖擊。隨著技術(shù)的不斷完善、行業(yè)的不斷規(guī)范以及認(rèn)知度的不斷提高，國內(nèi)戶外照明采用LED光源越來越多，原有的戶外照明將光源紛紛替換成LED，興建道路及工程則大分部都使用LED光源。LED成為道路照明領(lǐng)域最為合適的電光源這一論斷已被認(rèn)可，甚至很多人認(rèn)為未來很長一段時間LED將是道路照明采用的唯一電光源。

二是對照明的智能控制，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧照明系統(tǒng)成為可能，通過對城市的所有照明設(shè)施和景觀設(shè)施安裝智能控制器，各單燈智能控制通過現(xiàn)有的電力線進(jìn)行通信連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。可將數(shù)據(jù)匯總到集中控制器，與監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程照明監(jiān)測與控制。

Zigbee是一種結(jié)構(gòu)簡單、低功耗、低速率、低復(fù)雜度、低成本和可靠的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，現(xiàn)在已廣泛的用于工業(yè)控制、汽車自動化等領(lǐng)域。為深化ZigBee無線技術(shù)在智能照明領(lǐng)域的推廣和發(fā)展，ZigBee聯(lián)盟發(fā)布ZigBee Light Link標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱ZLL），為用戶提供高效、靈活、易用的照明解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于克服傳統(tǒng)路燈耗電量大、無法自動調(diào)節(jié)路燈亮度等問題，將Zigbee Light link技術(shù)引入到路燈中，設(shè)計了一種基于ZLL技術(shù)的智慧路燈互聯(lián)系統(tǒng)及裝置，給出了路燈互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，設(shè)計了LED燈聯(lián)網(wǎng)路燈節(jié)點裝置，該裝置包括路燈節(jié)點和ZLL網(wǎng)關(guān)，分析了路燈節(jié)點和ZLL網(wǎng)關(guān)的工作主要流程。通過該系統(tǒng)，可快速構(gòu)建LED智慧照明控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，可進(jìn)行PWM調(diào)光等功能，以達(dá)到使照明系統(tǒng)更加智能和節(jié)能的目的。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種基于ZLL技術(shù)的智慧路燈互聯(lián)系統(tǒng)，包括上位機(jī)主機(jī)、ZLL網(wǎng)關(guān)和ZLL路燈節(jié)點模塊，所述ZLL網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)zigbee light link 協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，所述ZLL網(wǎng)關(guān)與ZLL路燈節(jié)點模塊通過樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行自組織網(wǎng)絡(luò)連接；所述ZLL路燈節(jié)點模塊包括電源和穩(wěn)壓模塊、主控模塊、環(huán)境亮度監(jiān)測模塊、LED路燈驅(qū)動模塊和LED路燈模組，所述主控模塊的輸入端連接有環(huán)境亮度監(jiān)測模塊，所述主控模塊的輸出端依次連接有LED路燈驅(qū)動模塊和LED路燈模組，所述主控模塊還連接有電源和穩(wěn)壓模塊，所述電源和穩(wěn)壓模塊由DC電源和LDO穩(wěn)壓芯片構(gòu)成，所述LED路燈驅(qū)動模塊包括驅(qū)動電路和LED開關(guān)電源；所述ZLL網(wǎng)關(guān)包括電源及穩(wěn)壓模塊、主控制模塊和以太網(wǎng)模塊，所述主控制模塊分別與所述電源及穩(wěn)壓模塊、以太網(wǎng)模塊電連接，所述電源及穩(wěn)壓模塊由DC電源和LDO穩(wěn)壓芯片構(gòu)成。

進(jìn)一步的，所述DC電源將220V交流轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流，LDO穩(wěn)壓模塊5V供電，輸出3.3V直流，為主控模塊或主控制模塊進(jìn)行供電。

進(jìn)一步的，所述LDO穩(wěn)壓模塊采用REG1117-3.3芯片為核心。

進(jìn)一步的，所述主控模塊和主控制模塊均采用CC2530片上系統(tǒng)，支持Zigbee無線通信方式和zigbee light link協(xié)議，以工業(yè)級8051微控制器為內(nèi)核。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境亮度監(jiān)測模塊選用照度傳感器，與主控模塊自帶的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接，提供實時環(huán)境的亮度，主控模塊根據(jù)亮度值改變PWM輸出，利用CC2530自帶的16位定時器生成PWM波形，再通過調(diào)整高電平和低電平的占空比，來調(diào)整LED路燈模組的亮度。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電路采用NCP5106驅(qū)動芯片，LED開關(guān)電源采用Buck型LED開關(guān)電源，通過驅(qū)動芯片改變LED開關(guān)電源的輸出電壓，從而改變LED路燈模組的亮度。

進(jìn)一步的，所述LED路燈模組采用四模組組成，單模組集成36顆LED燈珠。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)模塊采用以太網(wǎng)接口芯片W5500，控制信號和數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口芯片上傳到上位控制主機(jī)。

本發(fā)明還公開了上述一種基于ZLL技術(shù)的智慧路燈互聯(lián)系統(tǒng)的控制方法，包括ZLL網(wǎng)關(guān)控制和ZLL路燈節(jié)點模塊控制：

（A）ZLL網(wǎng)關(guān)控制：