基于ZigBee隧道照明无线控制系统研究和设计

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1、湖南大学硕士学位论文基于ZigBee隧道照明无线控制系统研究和设计姓名：肖华申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术指导教师：黎福海20090416基丁ZigBee隧道照明无线控制系统研究和设计摘要高速公路隧道属于特殊路段，隧道洞内外环境差别非常大，需要在隧道内设置电光照明，以消除司机的“暗适应"与“明适应’’视觉问题，保证隧道行车安全。而当前的大部分高速公路隧道照明控制系统简单，照明光源舒适度不高，未根据洞外环境亮度，综合车速车流量及洞内烟雾浓度等因素，实时调节隧道洞内照明亮度，存在盲目加大隧道照明的亮度的问题

2、，给行车安全带来隐患，造成能源浪费，不符合设计规范和国家节能的政策要求。本文介绍了当前隧道照明的发展及照明灯具智能控制的研究状况，针对当前隧道照明的控制系统存在的问题，给出了基于ZigBee的隧道照明无线控制系统的架构；分析比较了当前各种隧道照明光源的特点，针对当前普遍采用的高压钠灯照明和新兴的LED灯照明做了详细的经济效益对比，根据系统使用寿命周期内的性价比，选择大功率LED作为隧道照明灯具；在分析ZigBee协议及组网流程的基础上，设计了基于ZigBee技术的簇树型隧道照明无线测控网络，系统采用CC2430

3、无线模块作为网络节点的硬件解决方案，对网络中的协调器、路由器及终端节点的组网及其数据处理流程进行了详细设计；设计了利用ZigBee技术作为控制命令和数据传输的可调光LED灯具，满足所提出的控制系统对灯具的要求：针对隧道照明控制参数及灯具光效难以建立精确数学模型的特点，系统采用基于专家经验的隧道照明的模糊控制算法，设计了隧道照明控制程序，并嵌入到利用WinCC设计的隧道照明的控制系统中。论文最后对所设计的系统进行了测试，验证了系统的可行性。关键词：隧道照明；ZigBee；LED；模糊控制；CC2430硕十学位论文

4、AbstractThetunnelisaspecialsectionofhighway，itsexteriorandinteriorenVironmentvariesgreatly．ThetunnelilluminationneedstobesetfIorsolvingtheproblemofchauffeur’sdarkandbrightadaptationtoensurethesecurityoftunneltraf6c．Whilemostcurrenttunnelilluminationsystemsar

5、everysimple，thetunnelilluminationregulationisnotadjustedwiththefactorsoftunnelexteriorluminance，Vehicleinformation，tunnelsmogconcentrationandsoon。Thereexiststheproblemofincreasingthetunnelbrightnessblindly，whichmaybringtheproblemoftra伍csecurityandwasleofener

6、gy．Thesesystemsdonotcomplywiththedesignspecificationsandtherequirementsofnationalenergypolicy．Inthispaper，nrstly，thecurrentresearchstatusofdeVelopmenttunnelilluminationandintelIigentlightingcontrolisintroduced．Then，inViewoftheproblemsofcurrenttunnelilluminat

7、ioncontrolsystem，thewholewirelesstunnelilluminationcontrolsystemframebasedontheZigBeeisproposed．Thecharacteristicsofeachkindofcurrenttunnelilluminationlanlpsareanalyzedandcompared，andtheeconomiccost·ef琵ctiVenesscomparisonbetweenthehigh—pressuresodium—lampand

8、LED·lampisexplainedindetail．AccordingtheanalysistheLED一1ampischosenasthetunnelilluminationlampbecauseofthehighperfbnnance-priceratio．BasedontheanalysisofZigBeeprotocolandnetworkestablishingproce