顺舟无线智能照明系统解决方案

第一章 绪论

道路照明是城市公共设施的重要组成部分，目前国内的道路照明系统大部分没有采用网络化监控管理，只能以区域为单位对照明设备进行简单的开关灯控制，这样的控制方法不能实时的获得每盏路灯的状况，也无法根据具体情况调整路灯亮度，不能有效的节省电能。

国内多数城市路灯的开、关控制仍由每台变压器(配电箱)分散控制，很少有对路灯进行单灯控制和监控，这样的控制方式缺乏灵活多变的操作系统。

因此存在着以下4个的问题：

(1)系统复杂，难以统一管理。

(2)路灯覆盖面广，维护困难，维护力量严重不足，疲于应付。路灯损坏情况不能及时掌握以及反馈，给快速维护带来困维，同时给道路上行驶的人们带来不便。

(3)开关控制效率低，用电浪费现象严重。目前大部分城市灯光采用的是人工管理模式：一是使用人工开关灯控制，由工作人员在需要的地段和需要的时间，人工开关灯;二是使用机械钟控开关灯控制方式，如果需要调整开关灯时间，则必须人工到各现场调整每一个机械时钟控制器，工作难度大，造成开关灯时间不能及时变更，难以做到合理开关灯，用电浪费严重。

(4)存在安全隐患，无法快速掌握路灯运行状态，无安全保障，统计困难。

4. 道路照明路灯系统庞大复杂，对各种漏电、触电、短路、跳闸，电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现，存在较大安全隐患。也无法对整个系统每盏灯的电压、电流、功率等数据进行每天统计，不能及时快速地掌握灯光系统的运行状态。

针对上述的缺点及道路照明监控系统研究现状中提到的不足，顺舟科技 急领导之所急，想领导之所想，结合公司多年研发路灯监控系统的经验，

为城市道路照明开发出了一套智能化的路灯监控系统。

5. ZigBee技术的网络容量十分巨大，理论上一个协调器能容纳最大节点个数可以达至65535个，每个路由器也能容纳255个节点。这在照明监控系统应用上是其它技术无法比拟的优势。

(1)在路灯控制系统中，需要传输的数据量很少，只需几分钟甚至几十分钟发送一次数据,每次发送的数据量也很小，所以ZigBee技术的低速率的特点恰好适合应用在这个控制领域中。利用ZigBee技术低功耗的特点，实现节能的目的。ZigBeeI作在2.4G的免费频段上，不会像使用GPRS一样浪费许多无线电的资源。

(2)ZigBee技术是一种自组织网络，网络拓扑结构可以随意变动，而且ZigBeeN络具有自愈功能，网络不会因为一个或几个节点坏掉而瘫痪;也不会因为增加一个或几个节点而影响整个网络的工作。ZigBee技术可以多跳路由，与普通的多跳不同，自组织网络的多跳路由是一块普通的节点来完成的。这些优点应用在道路照明监控系统中是十分有利的，因为道路的环境比较复杂。假如两盏路灯之间遇到大的障碍物时，我们可以通过增加冗余节点的方式来改变网络的拓扑结构，从而绕过障碍物使整个网络畅通。

(3)利用ZigBee技术可以节省监控系统的成本，因为zigBee技术比GPRS等技术成本要低很多，而且可以在监控中心控制路灯的开关，更加灵活的操作。

第二章 无线路灯智能管理系统 概述与构成

本系统针对目前LED路灯、高压钠灯、金卤灯、太阳能路灯以及景观亮化实现智能化控制和单灯监控。

使用智能照明控制系统可及时了解每盏灯的系统运行状态，对发现的异常情况做出处理，降低人工劳动强度，提高设备可靠性、稳定性，缓解设备运行和管理上的压力。系统还可以按实际的需求对灯进行 策略控制、任意组合控制、奇偶控制等方式，把节能减排落到实处。

研究对道路照明智能管理和通过管理的模式进行节电，并形成数据存储在控制中心软件，为环境和节能减排管理者分析当地的能源利用情况提供了科学依据。

该无线控制网络由GPRS网络和ZigBee网络组成，系统拓扑结构图

无线智能路灯管理系统的组成单元：

1、路灯控制器(SZ10系列)

主要功能有：控制路灯开关、亮度调节、电流采集、电压采集、计算功率以及功率因数等。

在有限的路由深度和网络容量的前提下，不但具有路灯控制器的各项功能，而且还具备中继路由功能。

2、集中管理器(ZigBee协调器+GPRS数传终端)

主要功能有：接收和发送子网内的所有路灯控制信号、数据记录、报警处理等。它负责控制子网内的路灯控制器运行，将系统中心的命令下达给路灯控制器，将路灯控制器及线路信息反馈系统中心。集中控制器处于系统中心和路灯控制器的中间，向上通过GPRS方式与系统中心通信，向下则是通过ZigBee通讯协议方式，同各个路灯控制器通信。

3、系统中心(计算机系统+监控平台+集中管理器)

系统中心主要实现通过系统控制软件对不同(集中管理器)下的路灯控制器进行远程数据访问和控制，包括参数配置，控制命令发送、现场灯具状态收集等。能够显示路灯状态(亮度、电压、电流、功率和功率因数)信息，能够远程控制路灯的开关和调节路灯的亮度，可以实现时序调度事件、读取数据记录、监视事件和报警应答等操作。