智能无线路灯控制系统的研究与实现

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1、智能无线路灯控制系统的研究与实现【摘要】本设计主要研究基于ZigBee的无线路灯控制系统，目的在于利用无线网络技术，构建一个控制路灯的无线网络。整个系统主要有数个ZigBee模块系统构成，每个模块能自动控制一盏路灯，而其中一个模块可以构成主机，能去控制其他子机模块，按照主机的指令要求去控制路灯的开启或关闭。本设计实现了节能、高效、自动化的控制系统有助于灵活控制路灯、系统科学高效的控制和路灯资源优化合理使用，为实时了解整个路灯系统的照明情况提供一种新的方法。【关键词】无线路灯；ZigBee模块；单片机；无线传输0.前言我国部分城市路灯控制具有遥测、遥信、遥控功能运行方式灵活

2、可靠，可以按时段，天气等控制路灯的工作。虽然在技术控制上有相当显著地成效，但是设计成本较高，不能够大面积普及。本设计利用无线网络技术，构建一个控制路灯的无线网络，开发出一个用无线网络控制的路灯系统。1.无线路灯控制系统的概述6相对于传统的路灯照明系统，本次设计利用无线网络对路灯进行控制，整个过程可以通过无线控制实现，不需人力去对路灯进行开关以及巡逻监测路灯的工作情况，避免在恶劣环境下对路灯进行维护。根据需求对路灯进行开关和亮度的调节，可以对光能的合理有效利用，减少浪费，节能环保。系统根据需求以及周围的环境对路灯进行自动控制，使系统更加智能化。进而利用LED照明和对太阳能的

3、利用，可以进一步减少电能的利用，更加绿色环保。2.系统方案设计与实现本次设计主要使用51单片机作为主机，通过串口的配置对zigbee无线传输模块发送和接收的数据进行处理，并通过液晶显示屏显示出来；协调器同样使用zigbee无限传输模块，是整个系统正常运行的枢纽，通过无线模块接收各个子机发送回来的数据并进行处理，再通过串口与主机相连接传输数据主机。各个子机使用的同样是zigbee无线传输模块，各个子机链接路灯组成组网，由主机设置路灯的各种点亮方式，通过串口传送到协调器在通过无线传输通知节点上控制路灯工作。6主控系统模块是整个设计能够实现的关键，在整个设计中起到主导的作用，通

4、过主控模块去控制以下子机模块的功能实现。在日常设计中最长用的主控芯片是单片机，单片机的类型有很多种，其中包括STM32单片机、51单片机和AVR单片机等。STC89C52RC是一种可编程芯片，它的最高工作频率80MHz，具有消耗低、性能高等特点。同时具备有51单片机不具备的功能，而且其指令代码能和传统的51单片机可以完全兼容。无线传输模块是整个设计的枢纽，目前常用无线模块有ZigBee无线传输系统、nRF24L01等。Zigbee是一种基于IEEE802.15.4标准的无线组网，以CC2530作为核心板在通讯技术里面集成了一片增强型的51单片机。适合用于在路灯的设计上，本

5、次设计就是基于Zigbee的无线传输及控制系统，所以在无线传送模块自然就选择Zigbee了。显示器是本次设计中必不可少的器件，在操作和合适的过程中起到实时监控的作用，其实显示器有很多种，LCD1602是显示内容为两行的液晶显示模块，在使用过程中功耗较小，体积微小轻便，而且价格不高，能够显示字符和数字，显示内容丰富便于观看和数据读取。在显示上可以背光调节，适合在不同亮度的环境下显示清晰的效果，其性能安全可靠。本次设计针对路灯的控制主要以输入信号为关键，而键盘也是单片机不可或缺的输入设备，是无线模块与路灯之间的纽带。考虑到本次设计的实用性，设计时选择硬件的方式产生键码。而单通

6、常片机中使用非编码键盘，其中的独立式键盘根据I/O线数来确定键盘接口的，键盘的接口使用了几根I/O口线，就有几个按键。2.1硬件设计6硬件设计部分主要由STC89C52RC单片机模块、键盘模块、显示模块和由ZigBee无线模块构成的中心节点，其作为发送接收的枢纽控制以下所有子机路灯的工作。单片机模块通过在得到键盘键入信号后，将信号通过串口发送的方式将信号发送至中心节点的ZigBee无线接收模块。在信号接收后中心节点将信号通过无线传输的模式将信号传送去子机控制路灯的工作。路灯同样以无线传输的形式将其现时的工作情况反馈回中心节点模块，再将信号反馈回单片机，而显示模块的作用就是

7、时时显示路灯的工作情况，以便于及时处理可能发生的状况。2.1.1无线控制路灯组网模块在单片机上对按键模块进行设置，并通过串口将指令传送到ZigBee模块上，再通过协调器上的无线组网将信号传送至各节点，以此来控制路灯的工作。同时接收节点返回的信号，对数据进行处理并显示出来。2.1.2路灯节点模块路灯节点模块接收接收到主机发来的数据，并分析数据进行处理对路灯进行控制。各节点同时对周围环境进行检测，根据环境情况，并充分考虑到季节，地域性，天气的不同状况。春夏秋冬季节天亮与日落的时间并不相同，控制路灯工作的持续时间和路灯亮度以达到节能