GPRS與ZigBee的城市照明系統網(wǎng)關(guān)設計

摘要：給出了基于ZigBee的城市照明監控系統網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的軟硬件設計方案。網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)以Freescale公司生產(chǎn)的MCF52223為主控芯片，配以宏電的H7710為GPRS網(wǎng)絡(luò )數據出口，Freescale公司的MC13213為ZigBee無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊。測試結果表明：該網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)工作穩定，能滿(mǎn)足低功耗及實(shí)時(shí)性要求。
關(guān)鍵詞：ZigBee；城市照明監控系統；網(wǎng)關(guān)；MCF52223

引言
路燈和景觀(guān)燈是城市夜晚一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)，也是城市中必需的公用照明設施。城市照明監控系統是一種監測與控制的集成系統。一套高效的城市照明監控系統可以節省大量的人力物力。但目前，我國城市照明監控技術(shù)還比較落后，存在很多問(wèn)題。主要表現在目前的城市照明燈光大多采用分散手控和時(shí)控的方式，即在路燈配電箱中安裝定時(shí)器，按預定的時(shí)間自行開(kāi)／關(guān)燈，當季節變化時(shí)需要人工干預來(lái)調整開(kāi)關(guān)時(shí)間；而有些景觀(guān)燈開(kāi)關(guān)通常是人工手動(dòng)控制方法，即根據開(kāi)關(guān)燈時(shí)間表由值班人員手動(dòng)進(jìn)行開(kāi)、關(guān)燈操作?，F行的城市照明監控系統既不能及時(shí)調整開(kāi)／關(guān)燈的時(shí)間，又無(wú)法及時(shí)反映照明設施的運行情況，并且故障率高、維修困難。
基于ZigBee的城市照明監控系統可以很好地解決這些問(wèn)題，它采用了GPRS和ZigBee技術(shù)，不但可以采用電感降功率和電子整流器無(wú)級變功率等方法來(lái)節省路燈的用電量，還可以實(shí)時(shí)檢測并控制照明設施狀態(tài)。本文主要闡述照明監控系統中網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的軟硬件設計方案。

1 照明監控系統架構
基于ZigBee技術(shù)的城市照明監控系統采用“監控中心-網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)-單燈測控節點(diǎn)”的三層結構，通過(guò)GPRS的技術(shù)將監控中心的城市照明控制系統軟件和網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，而網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)又通過(guò)ZigBee路燈網(wǎng)絡(luò )將路燈的數據信息發(fā)送到相關(guān)的路燈節點(diǎn)。城市照明監控系統的架構如圖1所示。

圖1中的路燈節點(diǎn)1至N通過(guò)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議實(shí)現了路燈通信的網(wǎng)絡(luò )結構，每個(gè)網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)作為該條道路的主控節點(diǎn)。通過(guò)GPRS通信技術(shù)和ZigBee技術(shù)的結合，可以將路燈的狀態(tài)信息發(fā)送到中心服務(wù)器，并存入數據庫中。監控中心通過(guò)對服務(wù)器的數據庫進(jìn)行操作就可以實(shí)現對路燈狀態(tài)的監測和控制。