一種基于ZigBee的路燈控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的路燈控制方法，屬于路燈控制【技術領域】。本發(fā)明通過在每個LED路燈的燈腔內(nèi)安裝電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器，采集LED路燈工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)；判斷燈泡是否達到使用壽命；判斷燈泡是否發(fā)生故障；以及動態(tài)調(diào)節(jié)路燈的照明亮度。通過在遠程控制中心內(nèi)設置有時鐘芯片，控制處于ZigBee網(wǎng)絡中的路燈的開閉。本發(fā)明可以實時監(jiān)控處于ZigBee網(wǎng)絡中的路燈狀況以及控制路燈的工作狀態(tài)，可以大大地節(jié)省電量，對發(fā)生故障的路燈及時維修，及時提醒更換燈具。
【專利說明】一種基于ZigBee的路燈控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于ZigBee的路燈控制方法，屬于路燈控制【技術領域】。

【背景技術】
[0002]城市照明用路燈是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚墓苍O施。但路燈會因工作時間達到使用壽命、或者因其他原因?qū)е缕涔收希率蛊錈o法繼續(xù)照明。因此需要對路燈的工作情況進行檢測，以便在路燈達到使用壽命時及時更換燈泡，或者在路燈發(fā)生故障時能夠及時維修，從而滿足正常的城市照明需求。目前，對城市路燈的管理一般由維護工作人員定期對路燈進行巡回檢修。由于沒有有效的監(jiān)控燈具使用壽命及故障檢測手段，不能隨時掌握路燈的運行情況，只有通過人工巡查才能發(fā)現(xiàn)處理，需要浪費大量人力物力并影響正常的道路照明，增加事故隱患，并且浪費電能。
[0003]申請?zhí)枮?01410084789.3，申請日為2014年3月10日的專利申請公開了一種基于多傳感器信息融合的LED路燈故障診斷系統(tǒng)和方法。本系統(tǒng)包括光強傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、電流傳感器、單片機、存儲器、GPRS模塊、城市路燈檢測中心。本方法是光強傳感器等多種傳感器采集路燈的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；存儲器用來存儲路燈正常工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)；單片機將傳感器采集的數(shù)據(jù)與存儲器中路燈正常工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進行融合處理；GPRS模塊接收單片機處理后的數(shù)據(jù)，并通過GPRS網(wǎng)絡傳遞給城市路燈檢測中心；城市路燈檢測中心對接收到的路燈工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，再進行融合處理，并進行故障決策，采取相應的措施。該故障診斷系統(tǒng)，能夠加強LED路燈故障檢測時效性，對出現(xiàn)故障的路燈迅速做出安全檢查，提高LED路燈的可靠性。
[0004]申請?zhí)枮?01120265314.6，申請日為2011年7月25日的專利申請公開一種路燈燈管壽命監(jiān)控系統(tǒng)，包括鎮(zhèn)流系統(tǒng)和遠程控制調(diào)度中心，鎮(zhèn)流系統(tǒng)包括連接在燈管上的鎮(zhèn)流電感L1、補償電容C5以及高壓啟動器；遠程控制調(diào)度中心通過通訊網(wǎng)絡連接設置在燈管兩端的電壓檢測電路，高壓氣體放電燈工作時燈管兩端將有一個固定的管壓，經(jīng)分壓電容Cl,分壓電容C2分壓，穩(wěn)壓管Zl將電壓鉗位在一個固定值，以保護電壓檢測電路不被損壞，檢波二極管D1、電阻R1、濾波電容C3組成的檢波電路將分壓后的高頻低電壓變換為直流電壓VI，遠程控制調(diào)度中心將直流電壓值與預設的電壓值比較判斷燈管的壽命，在燈管使用壽命即將到期時，遠程控制調(diào)度中心將檢測到的燈管壽命信息提出報警，以便相關人員及時處理。
[0005]從現(xiàn)有技術來看，對于路燈照明系統(tǒng)科學高效的控制和資源整合的產(chǎn)品較少，且功能非常不全面，而已有的LED路燈遠程控制方案大多是基于無線通信技術、單一控制的。在無線通訊【技術領域】，Zigbee網(wǎng)絡是一種低功耗、低成本和低復雜度的無線網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸具有較高的可靠性。因此，Zigbee無線網(wǎng)絡非常適合應用到LED路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于ZigBee的路燈控制方法，可以實時監(jiān)控處于ZigBee網(wǎng)絡中的路燈狀況以及控制路燈的工作狀態(tài)，動態(tài)調(diào)節(jié)路燈的照明亮度，可以大大地節(jié)省電量，對發(fā)生故障的路燈及時維修，及時提醒更換燈具。
[0007]本發(fā)明為解決其技術問題采用如下技術方案:
一種基于ZigBee的路燈控制方法，包括如下步驟:
(1)在每個LED路燈的燈腔內(nèi)安裝電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器，采集LED路燈工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)；
(2)在遠程控制中心內(nèi)設置有時鐘芯片，并將時鐘芯片內(nèi)時間調(diào)整為與當?shù)貢r區(qū)內(nèi)的時間一致；
(3)當時鐘芯片上的時間為晚上8點，遠程控制中心通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈點亮；
(4)當時鐘芯片上的時間為凌晨4點，遠程控制中心再次通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈熄滅；
(5)不斷重復步驟(2)—(4)；
(6)電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器將采集到的信號通過A/D轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字信號，并通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸給遠程控制中心；遠程控制中心進行以下步驟:
(01)遠程控制中心將由電壓傳感器、電流傳感器和氣壓傳感器傳輸繼而生成的數(shù)字信號作為輸入值，通過燈泡壽命計算公式計算得出燈泡的使用年限，從而判斷燈泡是否達到使用壽命以及是否需要更換；
(02)遠程控制中心將由溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度進行比較，從而判斷燈泡是否發(fā)生故障；
(03)遠程控制中心將由人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號的變化，判斷LED路燈下是否有人通過，以及通過人數(shù)的多少，來調(diào)節(jié)燈光照射的亮度。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的采集頻率以等差數(shù)列的方式排列。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的掃描時間為交流電的一個周期。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(02)中溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度比較，如果溫度傳感器生成的數(shù)字信號高于預設的溫度，則燈泡出現(xiàn)故障；否則，則燈泡正常工作。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(03)中人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號增強，參照分段閾值提高燈光照射亮度；人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號減弱，參照分段閾值降低燈光照射亮度。
[0012]本發(fā)明所述一種基于ZigBee的路燈控制方法采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相t匕，具有以下技術效果:
(I)本發(fā)明通過設置電壓傳感器、電流傳感器和氣壓傳感器，實時檢測燈泡工作時的電壓、電流以及燈腔內(nèi)的氣壓，從而判斷燈泡是否到達使用壽命，方便及時更換燈泡，又防止不必要的浪費。
[0013](2)本發(fā)明通過設置溫度傳感器，從而判斷燈泡在點亮時是否出現(xiàn)故障，對路燈出現(xiàn)的故障，能夠及時地排查并采取措施。
[0014](3)本發(fā)明通過設置人體熱釋紅外傳感器，當路燈下有人經(jīng)過時路燈照明亮度提高，路燈下無人時，路燈照明亮度降低，大大節(jié)約了電能。
[0015](4)本發(fā)明的自愈功能強，城市中每增加一個路燈，都可以隨時加入已存在的ZigBee路燈控制網(wǎng)絡，網(wǎng)絡無需對其中的路燈進行再編號，整個系統(tǒng)仍然能正常工作。
[0016](5)本發(fā)明采用ZigBee無線網(wǎng)絡，這樣不僅省去了架設線路的費用，維護管理開支也比較低，而且可以通過遠程控制中心整合控制全城的路燈照明系統(tǒng)，實時監(jiān)視路燈狀況以及控制路燈的工作狀態(tài)，對發(fā)生故障的路燈及時維修，及時提醒更換燈具，動態(tài)調(diào)節(jié)路燈的照明亮度。

【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明創(chuàng)造做進一步詳細說明。
[0018]一種基于ZigBee的路燈控制方法，包括如下步驟:
(1)在每個LED路燈的燈腔內(nèi)安裝電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器，采集LED路燈工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)；
(2)在遠程控制中心內(nèi)設置有時鐘芯片，并將時鐘芯片內(nèi)時間調(diào)整為與當?shù)貢r區(qū)內(nèi)的時間一致；
(3)當時鐘芯片上的時間為晚上8點，遠程控制中心通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈點亮；
(4)當時鐘芯片上的時間為凌晨4點，遠程控制中心再次通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈熄滅；
(5)不斷重復步驟(2)—(4)；
(6)電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器將采集到的信號通過A/D轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字信號，并通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸給遠程控制中心；遠程控制中心進行以下步驟:
(01)遠程控制中心將由電壓傳感器、電流傳感器和氣壓傳感器傳輸繼而生成的數(shù)字信號作為輸入值，通過燈泡壽命計算公式計算得出燈泡的使用年限，從而判斷燈泡是否達到使用壽命以及是否需要更換；
(02)遠程控制中心將由溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度進行比較，從而判斷燈泡是否發(fā)生故障；
(03)遠程控制中心將由人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號的變化，判斷LED路燈下是否有人通過，以及通過人數(shù)的多少，來調(diào)節(jié)燈光照射的亮度。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的采集頻率以等差數(shù)列的方式排列。
[0020]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的掃描時間為交流電的一個周期。
[0021]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(8)中溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度比較，如果溫度傳感器生成的數(shù)字信號高于預設的溫度，則燈泡出現(xiàn)故障；如果溫度傳感器生成的數(shù)字信號不高于預設的溫度，則燈泡正常工作。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:步驟(9)中人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號增強，參照分段閾值提高燈光照射亮度；人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號減弱，參照分段閾值降低燈光照射亮度。
[0023]Zigbee無線技術采用了 CSMA-CA的碰撞避免機制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突，同時采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制，保證了信息傳輸?shù)目煽啃?。Zigbee網(wǎng)絡有強大的自組織能力，自愈能力強，自組織功能表現(xiàn)為:無需人工干預，網(wǎng)絡節(jié)點能感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡。Zigbee的自愈功能表現(xiàn)為:增加、刪除或移動節(jié)點，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡都能夠自我修復無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。Zigbee成本低廉，設備的復雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專利費的，這些可以有效地降低設備成本；Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費的無線通信。Zigbee的網(wǎng)絡容量大，一個Zigbee網(wǎng)絡可以容納最多254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在200多個Zigbee網(wǎng)絡。另外,Zigbee的功耗很小,很適合分布控制系統(tǒng)的應用。Zigbee的特點決定了它很適合在各類低功耗控制系統(tǒng)中運用。
[0024]本發(fā)明通過設置電壓傳感器、電流傳感器和氣壓傳感器，實時檢測燈泡工作時的電壓、電流以及燈腔內(nèi)的氣壓，從而判斷燈泡是否到達使用壽命，在燈管使用壽命即將到期時，遠程控制中心根據(jù)檢測到的燈管壽命信息及時提出報警，以便相關人員及時處理。方便及時更換燈泡，又防止不必要的浪費。
[0025]本發(fā)明采用溫度傳感器檢測所述路燈的溫度變化來檢測所述路燈是否正常工作，如果溫度傳感器生成的數(shù)字信號高于預設的溫度，則說明燈泡出現(xiàn)故障，采集LED路燈工作狀態(tài)的掃描時間為交流電的一個周期，因此可以對路燈出現(xiàn)的故障，能夠及時地維修，減少了事故的隱患。
[0026]本發(fā)明通過設置人體熱釋紅外傳感器，當路燈下有人經(jīng)過時路燈照明亮度提高，路燈下無人時，路燈照明亮度降低，大大節(jié)約了電能。
[0027]本發(fā)明的自愈功能強，城市中每增加一個路燈，都可以隨時加入已存在的ZigBee路燈控制網(wǎng)絡，網(wǎng)絡無需對其中的路燈進行再編號，整個系統(tǒng)仍然能正常工作。
[0028]本發(fā)明采用ZigBee無線網(wǎng)絡，這樣不僅省去了架設線路的費用，維護管理開支也比較低，而且可以通過遠程控制中心整合控制全城的路燈照明系統(tǒng)，實時監(jiān)視路燈狀況以及控制路燈的工作狀態(tài)，提高了路燈的管理效率，節(jié)約了大量的人力資源。
[0029]以上是對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee的路燈控制方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在每個LED路燈的燈腔內(nèi)安裝電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器，采集LED路燈工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)； (2)在遠程控制中心內(nèi)設置時鐘芯片，并將時鐘芯片內(nèi)時間調(diào)整為與當?shù)貢r區(qū)內(nèi)的時間一致； (3)當時鐘芯片上的時間為晚上8點時，遠程控制中心通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈點亮； (4)當時鐘芯片上的時間為凌晨4點時，遠程控制中心再次通過ZigBee網(wǎng)絡向每個LED路燈發(fā)出控制指令，使LED路燈熄滅； (5)不斷重復步驟(2)—(4)； (6)電壓傳感器、電流傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器和人體熱釋紅外傳感器將采集到的信號通過A/D轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字信號，并通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸給遠程控制中心；遠程控制中心進行以下步驟: (01)遠程控制中心將由電壓傳感器、電流傳感器和氣壓傳感器傳輸繼而生成的數(shù)字信號作為輸入值，通過計算得出燈泡的使用年限，從而判斷燈泡是否達到使用壽命以及是否需要更換； (02)遠程控制中心將由溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度進行比較，從而判斷燈泡是否發(fā)生故障； (03)遠程控制中心將由人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號的變化，判斷LED路燈下是否有人通過，以及通過人數(shù)的多少，來調(diào)節(jié)燈光照射的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的路燈控制方法，其特征在于，步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的采集頻率以等差數(shù)列的方式排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的路燈控制方法，其特征在于，步驟(I)中采集LED路燈工作狀態(tài)的掃描時間為交流電的一個周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的路燈控制方法，其特征在于，步驟(02)中將溫度傳感器生成的數(shù)字信號與預設的溫度比較，如果溫度傳感器生成的數(shù)字信號高于預設的溫度，則燈泡出現(xiàn)故障；否則，則燈泡正常工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的路燈控制方法，其特征在于，步驟(03)中，若人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號增強，則參照分段閾值提高燈光照射亮度；若人體熱釋紅外傳感器生成的數(shù)字信號減弱，則參照分段閾值降低燈光照射亮度。
【文檔編號】H05B37/03GK104486875SQ201410710877
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】謝敏富, 胡清華, 高娟 申請人:蘇州市歐博銳自動化科技有限公司