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基于物联网技术的城市路灯无线网络监控系统王颖【摘要】This paper, from the data communication which is the key aspect of constraints for the lighting monitoring, applies WSN to the streetlight monitoring and controlling work;designs a set of wireless monitoring network based on Zigbee and GFRS embeds a wireless monitoring terminal in each single street lamp to realize the single lamp monitoring. The system can realize the precision and intelligent management of city lighting, substantially reduces the city lighting energy consumption and cost of management, and finally the implementation of green lighting.%从制约路灯监控发展的关键环节——数据通信出发，将先进的物联网技术应用于城市路灯监控领域，设计了一套基于ZigBee和GPRS技术的无线监控网络，在单个路灯中嵌入无线监控终端，实现了路灯的单灯监控。
该系统可以实现城市照明的精确化，智能化管理，大幅降低城市照明的能源消耗和管理成本，实现绿色照明。
【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P36-39)【关键词】路灯;物联网;ZigBee;无线网络;远程监控【作者】王颖【作者单位】山西省交通信息通信公司,山西太原030003【正文语种】中文【中图分类】TP273;TM923.51 城市路灯监控的发展与现状近年来，随着城市化的高歌猛进，城市照明的建设也蓬勃发展，城区已形成了规模庞大、错综复杂的路灯线路，城市路灯的监控和管理水平虽然也在不断的提高，但远远赶不上城市化的扩张步伐。
基于CC1101的无线收发系统设计刘雪亭【摘要】无线射频收发系统是近年来通信领域中发展最快、应用最广的模块电路。
该系统由发射模块和接收模块组成，以单片机C8051F310作为控制核心部件，基于无线收发芯片CC1101构成的通信传输模块系统，实现信息的无线收发。
本文对其工作原理和工作方式进行了分析，给出了其软硬件设计过程。
%Wireless RF transceiver system is the fastest and most widely used in the communication field in recent years. The system is composed of a transmitting module and a receiving module. The system is composed of a single chip microcomputer C8051F310 as the core component, and a communication transmission module system based on the wireless transceiver CC1101 is realized. In this paper, the working principle and working mode are analyzed, and the software and hardware design process is given.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)018【总页数】4页(P123-125,128)【关键词】CC1101;C8051F310;发射模块;接收模块【作者】刘雪亭【作者单位】四川信息职业技术学院四川广元 628040【正文语种】中文【中图分类】TN929-5无线射频收发系统是近年来通信领域中发展最快、应用最广的技术。
无线路灯控制系统概要简介路灯是城市中不可或缺的设施之一，为夜间行人和车辆提供安全保障。
但传统路灯控制方式却存在不少问题，诸如路灯故障难以及时发现、人力巡查工作量大、节能效果不佳等。
为了更好地解决这些问题，无线路灯控制系统应运而生。
无线路灯控制系统基于现代物联网、物联网、通信技术和人工智能等多种技术进行设计和实现。
通过无线收发模块、中央控制器、传感器等设备，可以实现对路灯的实时监测、智能控制以及故障报警等功能，大大提高了路灯的运行效率和安全性。
本文将对无线路灯控制系统的概要进行介绍，主要包括其设计原理、实现方法、功能特点以及未来发展趋势等方面。
设计原理无线路灯控制系统的设计基于物联网和通信技术，主要采用以下原理：1.硬件设计原理：主要包括无线收发模块、中央控制器、传感器等设备的设计和制造，以及网络结构的构建。
2.软件设计原理：主要包括应用软件和控制程序的设计和开发，实现路灯的实时监测、智能控制等功能。
3.系统集成原理：是将各个子系统进行有机的组合和集成，实现整个系统的协同工作。
实现方法无线路灯控制系统的实现方法主要包括以下几个方面：1.无线通信技术：采用ZigBee、WiFi、GPRS等无线通信技术，实现设备之间的数据传输和信息交换。
2.中央控制器：通过中央控制器对路灯进行远程监测和控制，实现路灯的远程控制和集中管理。
3.传感器技术：通过安装在路灯上的传感器，实现路灯运行状态、照明亮度、照明时间等信息的采集和监控。
4.数据处理技术：通过数据处理技术，对采集到的路灯信息进行处理和分析，实现故障检测、节能控制等功能。
功能特点无线路灯控制系统具有以下功能特点：1.实时监测：通过传感器对路灯进行实时监测，能够及时发现路灯故障和照明不足等问题。
2.智能控制：通过中央控制器对路灯进行智能控制，实现路灯的自动调光、定时开关、灰度调节等功能，大大提高路灯的能效。
3.故障报警：对路灯的故障进行实时监测和报警，方便问题及时处理。
路灯自动节能控制系统
一、产品说明
路灯自动节能控制系统实验套件是特别针对电子装配与调试技能抽查开发出来的产品，电路设计采用了数字电路中应用广泛的时基定时器NE555及与非门CD4011组成，并结合光敏元件定时控制路灯的亮暗，是一款值得学习和电路分析的好产品。
二、简单原理
因为每天天黑的时间不是完全一样，所以不能以时间来确定每天晚上几点亮灯，路灯控制系统中要求路灯能根据光线的亮暗选择打开路灯，而且亮暗的定义要是可调的，而不是一成不变的。
到半夜的时候行人稀少，需要关闭一半的路灯，达到节能的效果，什么时候关闭，时间也需要可调。
本电路采用直流12V供电，主要控制电路由光敏电阻、CD4011、555定时器组成。
白天RG阻值小，CD4011第1脚为低电平，11脚也为低电平，继电器K1、K2不工作，路灯都不亮，随着傍晚来临，RG阻值变大，CD4011第1脚变高电平，11脚也为高电平，Q1导通，K1得电，Q2导通，555定时电路工作，K2吸合，此时路灯都亮，随着C2充电，到后半夜，C2充电电压大于三分之二VCC时，555第三脚变为低电平，K2断电，只有一半路灯的得电照明，到第二天白天又回到初始状态，全暗。
低成本、低功耗 1GHz以下无线收发器（增强型CC1100）应用l 基于315/433/868/915 MHz ISM/SRD的极低功耗的无线应用。
l 无线报警和安全系统l 工业监视和控制产品描述CC1101是低成本的1GHz以下的无线收发器，为极低功耗的无线应用而设计。
电路主要设计为ISM(工业、科学和医疗)和SRD(短距离设备)，频段在315、433、868和915，但是可以很容易的编程，使之工作在其他频率，在300-348MHz，387-464 MHz 和 779-928 MHz 频段。
CC1101是CC1100 RF收发器改良以及代码一致的版本。
CC1101的主要改进如下：l 改良的伪应答l 更好的关闭相位噪声，因而改善相邻信道功耗（ACP）的性能l 更高的输入饱和级别l 改善输出功率斜面l 扩大工作频段：CC1100: 400-464 MHz and 800-928MHzCC1101: 387-464 MHz and 779-928MHz10 4线串口配置和数据接口CC1101通过4线SPI兼容接口（SI,SO,SCLK和CSn）进行配置，CC1101作为从设备。
这个接口同事用作读写缓冲器数据。
SPI接口上所有的数据传送都是先传送MSB。
SPI接口上的所有传送都是以一个头字节（header byte）开始，包含一个读写位（R/W），一个突发(burst access)访问位（B）和6位地址位（A5~A0）。
在SPI总线上传输数据时，CSn脚必须保持低电平。
如果在发送头字节或者读写寄存器时CSn拉高，传送将被取消。
SPI接口上地址和数据的发送时序图见图12，并参考表19。
当CSn被拉低，MCU在发送头字节之前，必须等到CC1101的SO脚变为低电平。
这说明晶振开始工作。
除非芯片在SLEEP或者XOFF状态，SO脚在CSn引脚被拉低后马上变为低电平。
图12：配置寄存器读写操作表19：SPI接口时序要求10.1 芯片状态字节当在SPI接口上发送头字节，数据字节或者命令选通（command strobe）时，CC1101在SO引脚上发送芯片状态字节。
2009年5月第16卷第3期控制工程C o n t r o l E n g i n e e r i n g o f C h i n a M a y 2009V o l .16,N o .3文章编号:1671-7848(2009)03-0324-03 收稿日期:2008-05-03; 收修定稿日期:2008-07-14基金项目:国家自然科学基金资助项目(U 0735003)作者简介:林方键(1982-),男,福建连江人,研究生,主要研究方向为无线控制网络等;胥布工(1956-),男,教授,博士生导师。
基于Z i g B e e 网络的路灯节能控制系统林方键,胥布工(华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州 510640)摘 要:介绍Z i g B e e 无线控制网络特点,讨论Z i g B e e 技术在路灯节能控制系统的应用开发方法,提出由G R P S 网络和Z i g B e e 无线控制网络相结合的系统方案。
研究Z i g B e e 无线网络节点路灯控制器的硬件设计、软件设计,采用的网络拓扑、控制策略、应用配置文件,并在C h i p c o n 公司的C C 2430平台上进行测试。
在实际工程中成功地应用了所提出的应用方案,实现了路灯节能控制系统的智能化、信息化、高可靠性、低成本的目标,取得了明显的节能控制成效。
关 键 词:Z i g B e e 技术;路灯控制器节点;应用配置文件;节能控制中图分类号:T P 27 文献标识码:AS t r e e t L i g h t E n e r g y -S a v i n g C o n t r o l S y s t e mB a s e d o n Z i g B e e N e t w o r kL I NF a n g -j i a n ,X UB u -g o n g(C o l l e g e o f A u t o m a t i c S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,S o u t hC h i n a U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510640,C h i n a )A b s t r a c t :T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f Z i gB e e w i r e l e s s c o n t r o l n e t w o r ka n dt h e a p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t m e t h o do f Z i g B e et e c h n o l o g y f o r t h ee n e r g y -s a v i n g s t r e e t l i g h t c o n t r o l s y s t e m i s d i s c u s s e d .T h es y s t e m p r o g r a m m e c o n s i s t i n g of G P R Sn e t w o r ka n dZ ig B e ew i r e l e s s c o n t r o l n e t w o r ki s p r o p o s e d .Th e d e si g n o f Z i g B e e w i r e l e s s n e t w o r kn o d e o f l i g h t c o n t r o l t e r m i n a l i s g i v e ni n c l u d i n g h a r d w a r e d e s i g n ,s o f t w a r e d e s i g n ,a p p l i c a t i o np r o f i l e ,n e t w o r kt o p o l o g y ,a n dc o n t r o l s t r a t e g y .T h e s y s t e mp r o g r a m m e i s t e s t e do n t h e p l a t f o r mo f C h i p c o n C C 2430.T h e p r o p o s e ds y s t e mi s s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o a c t u a l p r oj e c t .T h e s t r e e t l i g h t e n e r g y -s a v i n g c o n t r o l s y s t e m h a s c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e l l e c -t u a l i z a t i o n ,i n f o r m a t i o n i z a t i o n ,h i g hr e l i a b i l i t y ,l o wc o s t ,e t c .T h e o b v i o u s e n e r g ys a v i n g c o n t r o l r e s u l t i s o b t a i n e d .K e yw o r d s :Z i g B e et e c h n o l o g y ;s t r e e t l i g h t c o n t r o l t e r m i n a l ;a p p l i c a t i o np r o f i l e ;e n e r g y -s a v i n g c o n t r o l1 引 言随着我国城市化水平的不断提高,城市的路灯照明系统的不断扩大,节约电能、提高路灯系统管理水平,已经是急需解决的课题。
太阳能路灯远程无线监控节能系统方案设计一、概述太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。
太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。
太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，具有节能、环保、安全、无需布线、安装简便、自动控制、可根据需要随时变换插放的位置等优点。
太阳能灯具的主要类型有太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能景观灯、太阳能信号灯。
在太阳能路灯实际应用中，很多地方的太阳能路灯不能满足正常照明需要，尤其在阴雨天更为突出，因此，这就要求太阳能路灯在工作时能够根据行人情况对自身功率进行动态调整，在满足正常工作的同时能够节省更多的电力，保证系统的长时间工作；此外，现有的太阳能路灯无法实现对自身工作状态和外围电路参数的检测和故障诊断，无法组成远程监控网络，因而需要一个远程无线监控系统对太阳能路灯电路参数进行检测，并对出现的故障实现诊断和报警功能，实现路灯的智能化管理。
二、需求分析2.1 功能要求1、系统全部采用太阳能电池和蓄电池供电，绿色环保无污染；2、太阳能电池能自动跟踪太阳光，实现太阳能利用的最大化；3、天黑时候路灯能够自动亮灯，并且能够根据有人经过和没人经过的情况动态调整路灯功率，实现节能效果；晚上十二点后，由于行人稀少，路灯将处于半激活状态，当有人经过时才亮灯，没人经过则不亮灯，在保证给少量行人照明的同时实现节能；到了早上再次进入正常发光模式，直到天亮的时候熄灭，进入蓄能阶段。
4、系统具有自动监测功能，能够对路灯及其外围电路的运作进行监测，一旦有异常情况出现，从机通过无线网络发到主机，主机汇总后通过GSM网络发给监控中心通知技术人员进行维修，保证检修的快速性。
基于CC2530的无线路灯节能智能监控系电路设计ZigBee 新一代SoC 芯片CC2530 是TI 公司推出的用于嵌入式应用的片上系统，是使用IEEE 802.15.4 标准、ZigBee 和ZigBee RF4CE 的一个片上系统解决方案。
CC2530 内部已集成了一个8051 微处理器与高性能的RF 收发器。
CC2530 能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点，拥有较大的快闪记忆体，其存储容量多达256 B，它是理想的ZigBee 专业应用芯片; 支持新RemoTI 的ZigBee RF4CE，这是业界首款符合ZigBeeRF4CE 兼容的协议栈。
此外，CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，运行模式之间的转换时间短，进一步确保了低能源消耗。
图3 为CC2530 外围电路设计。
图中的D3 倒F 天线是单端天线，也就是非平衡天线，所以需要用电容、电感组成一个非平衡变压器（BALUN），如图中的虚线框图，来满足RF 输入/输出匹配的要求。
图3 CC2530 外围电路PCB 天线设计难度较大，通常还需要仿真工具的支持，但TI 公司已经把倒F 型PCB 天线设计的规格公布了。
对于终端设备的设计来说，PCB 天线不失为一种较经济的选择，因为其通信距离可以满足本系统的要求。
路灯节点设计采用光敏电阻传感器检测的方式采集路灯状态信息并通过无线传回主控中心（协调器），同时经主控中心处理后，将相应的控制命令发送至指定的路灯节点。
协调器的设计是根据电子时钟产生的精确时间和光敏电阻采集外界光线的强弱来控制整个网络的路灯。
在下半夜采用隔柱亮灯（开部分灯）的方法降低电能消耗; 在大白天，采用关全部路灯的方法，如果天气突然转阴，系统就会自动打开部分路灯，满足人们照明要求; 傍晚时分，用光敏传。
