[實用新型]一種基于ZigBee組網的自適應道路照明系統

有效

• 申請號: 201720895383.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN207820279U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 牛萍娟;羅德智;劉雷;李舒舒;程崢
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本實用新型提供了一種基于ZigBee組網的自適應道路照明系統，包括PC機、ZigBee協調器、ZigBee終端節點，PC機連接ZigBee協調器，ZigBee協調器通過ZigBee路由器連接ZigBee終端節點，ZigBee終端節點還連接光照強度傳感器、人體紅外傳感器以及汽車探測器；ZigBee終端節點還通過路燈驅動功率開關連接路燈。本實用新型的亮度采集模塊能夠將照明方式劃分為三種照明模式，控制節點可以根據不同照明模式，以及檢測到道路上汽車和行人的情況，自動調節路燈狀態；并能夠根據車速確定需要開啟路燈的數量和開啟的時間，汽車經過后自動關閉相應路燈，實現路燈自適應照明。

技術領域

本實用新型屬于道路照明控制技術領域，尤其是涉及一種基于ZigBee組網的自適應道路照明系統。

背景技術

道路照明是城市公共設施的重要組成部分，而隨著城鎮化建設的推進，道路照明路燈的數量越來越多，能耗越來越高。此外，道路照明的維護工作和高昂的維護成本，給城市管理造成了巨大的困難；并且存在著科學分析論證不足、統一規劃或規劃相對滯后的問題，出現了該亮的不亮，不該亮的反而很亮的現象，這樣的設計規劃不僅浪費了能源，而且整體照明效果也不好；這與當今節能的理念相違背。從上述道路照明現狀來看，需要推出更有效率的管理和節能方案，來推進道路照明的科學管理和綠色節能。

隨著社會自動化程度的提高，計算機技術的廣泛應用，道路照明系統的管理也朝著自動化、智能化的方向發展。基于ZigBee術設計一種智能化程度高、節能效果顯著、設備布置靈活、維護方便的照明管理系統，是城市道路照明管理系統發展的必然趨勢。從道路照明系統的成本、安全性、智能化、應用前景等方面考慮，本文采用ZigBee組網技術技術設計了道路照明管理系統控制網絡，以充分利用ZigBee智能自組網、自恢復技術構建無線傳感網絡和功耗低、成本低、復雜度低、數據速率低、時延短、網絡容量大等優勢，使照明系統節約能源，且控制網絡組網和維護簡單易行。

ZigBee網絡是一種自組織網絡，本身網絡內通信是通過位短地址或者位地址通信，與其它網絡不能直接通信。根據網絡拓撲結構的不同ZigBee能構建星型網絡、樹型網絡和網狀網絡。其中，網狀網絡拓撲具有更加靈活的信息路由規則，在可能的情況下，路由節點之間可以直接的通訊，由路由器中的路由表實現消息的網狀路由。這種路由機制使得信息的通訊變得更有效率，使得設備間可以對等通信；意味著一旦某個路由路徑出現了問題，信息可以自動的沿著其他的路由路徑進行傳輸。由于ZigBee執行基于AODV(Adhoc OnDemand Distance Vetor)專用網絡的路由協議，該協議有助于網絡處理設備移動，連接失敗和數據包丟失等問題。

通常在支持網狀網絡的實現上，網絡層會提供相應的路由探索功能，這一特性使得網絡層可以找到信息傳輸的最優化的路徑。網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能，該拓撲結構可以組成極為復雜的網絡；網絡可以通過“多級跳”的方式來通信，減少了消息的延時同時增強了可靠性。網狀網絡是一個自由設計的網絡結構，具有很高的環境適應能力。其具有自組織、自修復能力，魯棒性強，所以分布范圍廣的環境。

以路燈作為主要控制對象，利用傳感器技術、網絡通信技術、自動控制技術、軟件技術^[7]，及ZigBee智能自組網和自恢復技術將道路有關設施進行高效集成組網，構建高效的自適應道路照明系統，提升道路設施的智能化、安全、便利、舒適；并實現環保節能的綜合道路網絡管理系統控制平臺。當路燈附近有車或人經過時，路燈能夠自動開啟并調節合適的亮度；并可以根據檢測到的車速確定需要開啟路燈的數量，保持汽車前方的路燈照明范圍能夠完全覆蓋駕駛員的安全視距，滿足駕駛員及行人的照明需求。當汽車和行人經過后路燈能夠自動關閉相應路燈，減少不必要的能源消耗。

發明內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種基于ZigBee組網的自適應道路照明系統，將ZigBee的智能組網技術應用到道路照明系統的設計中，對整個道路的有關設備進行高效集成組網，構建高效的自適應道路照明系統，提升道路設施的智能化。