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1、编号：____2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称：基于zigbee技术的无线路灯控制系统申报学院：建筑与交通工程学院项目申报成员：覃广志、严彩鹏、范愉婷、郭星伟、刘勇二○一四年十一月桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛重点项目申报书A、申报者情况申报者情况姓名覃广志性别男出生年月1995年8月29日现学历[A]A大学本科B硕士研究生申报单位桂林电子科技大学建筑与交通工程学院专业建筑电气与智能化学号1301540125学制4年作品全称基于zigbee技术的无线路灯控制系统合作者情况
2、姓名性别学号电话所在单位备注严彩鹏男130154012818577014884桂林电子科技大学有无合作者请在此说明：R有□无梁鋆龙男130154011618677308377桂林电子科技大学范愉婷女130041010215277396896桂林电子科技大学刘勇男130154011913667837933桂林电子科技大学说明：1、必须有申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）或集体作品填写一文学历最高的代表。2、本部分中的各学院签章视为对申报者情况的确认。B、科技发明制作申报作品情况作品全称基于zigbee技术的无线路灯
3、控制系统作品分类（在选项上画√）□A.信息技术(包括计算机.电信.通信.电子等)RB.机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)□C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)□D生命科学(包括生物、食品等)□E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)□F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标一、作品设计本路灯控制系统采用集中式控制方式,主要由远程监控中心、一级控制终端、二级控制终端三部分组成。其中:远程控制中心,即中央控制室,主要负责全网段监控各路段的路灯运行状态、下发不同路段具体的
4、控制方案、或直接发送个别路段或单灯的控制命令;一级控制终端,即由嵌入式工控主板、ZigBee通信模块、以及GPRS模块组成,主要用于主要用于接收现场的ZigBee信号,并将ZigBee接收到的数据转换成GPRS或以太网信号传输到远程监控中心;二级控制终端,即安装在每盏灯内由单片机最小系统、ZigBee通信模块、红外检测、摄像头、固态继电器等组成,能通过ZigBee接受命令实时监控每盏路灯的亮灭、亮度调节、运行状态、故障检测等,并能够接收以及中断的查询命令和控制命令。二、发明的目的和基本思路利用无线传感网络通信技术,在各个单灯控制器安装各种各样的传感器,如红外传感器、光敏传感
5、器等等,将这些信息采集后,由工控板将其处理和分析,每个传感器节点中有Zigbee通信模块,节点之间相互形成自组网,实现节点信息交互,通过一级控制终端的协议转换,进而通过GPRS模块,将数据上传到远程监控中心,与此同时实现与互联网的信息链接。Zigbee的传输距离与发射功率有关,一般10mW的能到几十米。100mW的能到1~2km,2.4G近乎微波特性。目前市场上较多的Zigbee都增加了RF发射功率,一般可以稳定达到200m。城市路段路灯间距为25~30m,整个路段路灯数目较大。为了降低GPRS的数据费用,应该对所辖路段的单灯进行分组,每组或多组配备一套GPRS通讯模块,单
6、灯与单灯之间,单灯与一级控制终端之间的信息传输都通过Zigbee模块进行中继传输,进而将数据上传到远程的控制服务器上。远程监控终端,通过GPRS通讯模块,实时提取一级控制终端上传的各个单灯控制信息,由控制控制系统对其进行终端处理分析,并将分析后的数据保存到远程控制服务器同时将其显示在显示屏上,方便工作人员监控查询。同样,监控中心可以通过这些信息以后做出反应,实时下发调控方案。在通信过程中最重要的是信息的安全性和准确性。系统给每一个单灯节点都有唯一特定的地址编码,避免信息误传;通过将地址编码加入到信息流中,以避免恶意的中间节点可以截获、篡改和干扰信息的传输过程;网络中,对信息
7、加快了更新频率和增强通信抗干扰的能力,用以保证数据新鲜性杜绝接收重复的信息,保证数据新鲜性的主要目的是防止重放攻击。传感器网络能够随时按预先设定的工作方式向系统的合法用户提供信息访问服务。由于,无线传感器网络具有很强的动态性和不确定性,包括网络拓扑的变化、节点的消失或加入、面临各种威胁等,因此系统还加强了无线传感器网络对各种安全攻击应具有适应性,即使某次攻击行为得逞,该性能也能保障其影响最小化。系统能够通过地址编码信息能够对访问无线传感器网络的用户身份进行确认,确保其合法性。随着网络的进一步优化发展,两种网络实现融
