基于zigbee无线调光的led路灯控制系统设计

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于ZigBee无线调光的LED路灯控制系统设计　　摘要：�对目前路灯能耗大、控制简陋等诸多问题，文中设计了一种基于ZigBee无线调光的LED路灯控制系统，采用LED路灯代替传统路灯。该路灯系统以CC2530芯片为核心控制部件，采用GHz-IEEE-ZigBee技术实现了控制中心和GPRS终端之间、GPRS终端与路灯之间及路灯与路灯之间的无线通信，通过改

2、变PWM波的占空比来调节LED灯的亮度，显著减少了能耗。　　关键词：无线调光；LED路灯；ZigBee技术；无线通信　　中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：2095--00-03　　0引言　　随着城市边界的扩大与城乡一体化的发展，公共路灯的数量激增，运营维护的支出较为庞大。为了提升公共路灯的节能性与智能化，本文提出一种基于ZigBee无线调光的LED路灯控制系统设计，以降低能耗与运营成本。　　1总体设计方案　　基于ZigBee为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统

3、的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。无线调光的LED路灯控制系统主要由位于控制中心的中央控制模块和路灯系统组成。控制中心由多个控制终端组成，用于实时灵活地对整个系统进行调节和控制。路灯系统包括协调器模块和路灯模块。协调器模块包括GPRS终端、ZigBee协调器节点；路灯模块包括各ZigBee路由器节点以

4、及120W路灯驱动器。路灯系统用于接收来自中央控制模块的指令进行路由转发，实现对路灯的无线控制。根据程序设定或操作人员指令，系统通过运营商搭建的GPRS网络，将信号发送至各GPRS模块，并由其下辖的ZigBee网络协调器节点发出PWM波占空比增加或减少指令。各路由器节点接收协调器或上级路由器的指令，根据指令增减PWM波占空比并输出，通过LED驱动电路实现无线调光控制。同时路由器节点还可将指令传输给其他路由器节点。　　2硬件设计　　中央控制模块与GPRS模块　　中央控制模块中的Web网页端、手机App、PC端等平台，将指令传递到控制

5、中心。控制中心通过现有的基站，使用GRPS移动通信网络将指令下发至路灯系统的GPRS模块。GPRS模块再将指令发送至其下辖的ZigBee网络中。系统结构框图如图1所示。　　CC2530芯片及外围电路　　ZigBee是基于标准的近距离无线组网通讯技术[1]。本设计路灯系统中的ZigBee协调器、路由器节点基于CC2530芯片搭建。CC2530是用于ZigBee为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余

6、文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。和RF4CE的一个真正的片上系统解决方案，其内部模块大致分为中央处理器和存储器模块，时钟和电源模块，外设和无线通信模块三类[2]。其集成化程度较高，能够节约硬件成本，简化布线工作，降低系统能耗，增强抗干扰能力，提高系统可靠性。　　CC2530内嵌RF内核控制模拟无线模块。当CC2530接收到无线信号时，首先经过低噪声放大器进行放大，再通过数字逻辑

7、单元滤波等，最后经过D/A变换，通过功率放大器传输到天线，将信号发送出去，完成数据的无线传输。　　CC2530芯片内部系统的时钟源既可以选择16MHz的RC振荡器，也可以选择32MHz的晶体振荡器。但是，若需要运行RF收发器，则必须选择高速且稳定的32MHz的晶体振荡器。　　CC2530芯片为了实现低功耗的目标，提供了五种不同的运行模式，即主动模式，空闲模式，PM1，PM2和PM3[3]。主动模式是完全功能的运行模式，而PM3是用于获得最低功耗的工作模式，所有的振荡器都不运行。通过运行模式的调节，可以显著降低功耗，符合节能的需求。

8、　　P0口可用作ADC输入口，可通过软件设置使用内部参考电压。将其应用于本设计中，能够对电压、电流进行实时监测，保证及时发现、处理异常情况。CC2530及外围电路如图2所示。　　供电电路　　根据交流电220V，50为了充分发挥“教学点数字教育资源全