基于ZigBee技术的智能路灯监测系统设计

发布时间：2017-09-09 21:09

  本文关键词：基于ZigBee技术的智能路灯监测系统设计

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【摘要】：随着生活水平的提高,城市公路上车辆的增加,社会交通建设和电子技术的迅猛发展,大力加快路灯建设,提倡绿色环保的路灯管理系统,实现路灯高度智能化和能源节约化成为现在社会发展的热门话题。加快发展城市路灯建设事业成为现在城市道路建设的重点之一。针对夜间车辆较少,路灯一直处于打开状态浪费电能的问题,本文设计了以TI公司的CC2530芯片为路灯控制器,以多普勒雷达HB100为车辆检测模块,以ZigBee无线网络技术和GPRS为主要通信手段的路灯监控系统。系统主要包括路灯控制器、集中控制器和上位机软件。其中路灯控制器主要设计了CC2530节点电路、微波检测模块、无线收发模块、串口通信、开关模块、模数转换以及直流电路模块等。集中控制器主要包括存储器、GPRS通信模块、ZigBee协调器模块等。微波检测模块采集到的车辆和人员信息经过信号处理得到速度值,路灯控制器作为ZigBee路由节点将得到的速度信息传递到相邻路灯,根据决策方案和相邻路灯发送来的信息共同控制路灯开关及灯亮时长,保证能在无人通过时关闭路灯,在接收到检测信号后提前打开前方路灯。同时集中控制器通过GPRS把路灯状态和系统数据实时的发送给监控中心。针对ZigBee网络通信中会出现的孤立节点的问题,本文通过采用孤立节点减免算法,修改ZigBee协议网络层帧控制部分,实现降低孤立节点数目的目的,提高路灯连接率。上位机软件采用Labview编程,实现对路灯工作状态的实时监控,并进行灵活的调整及配置。方便路灯与监控中心的实时信息交互,完成通信、控制及查询等功能。该系统既保证了行车安全,又节省人力和能源。
【关键词】：路灯监控 ZigBee GPRS 多普勒检测
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TU113.666
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究目的及意义10-11
• 1.2 智能路灯监控系统发展现状11-13
• 1.3 本文主要的研究内容13-14
• 第2章 智能路灯监控系统总体设计14-24
• 2.1 系统的设计原则14-15
• 2.2 系统实现的功能15
• 2.3 路灯的具体控制方案15-16
• 2.4 系统的总体结构16-23
• 2.4.1 路灯控制器整体框图17-18
• 2.4.2 监控中心18
• 2.4.3 ZigBee无线通信技术18-20
• 2.4.4 CC2530芯片20
• 2.4.5 车辆检测技术20-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 路灯孤立点减免算法24-35
• 3.1 ZigBee协议框架24-27
• 3.2 ZigBee节点入网问题27-29
• 3.3 ZigBee网络分配机制29-30
• 3.4 ZigBee路灯孤立节点减免算法中心思想30-33
• 3.5 仿真与性能分析33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 智能路灯监控系统的硬件设计35-49
• 4.1 集中控制器的硬件设计35-39
• 4.1.1 JTAG与复位电路36-37
• 4.1.2 GPRS模块37
• 4.1.3 串行闪存与外部静态随机存储器37-38
• 4.1.4 ZigBee协调器38-39
• 4.2 路灯控制器的硬件设计39-48
• 4.2.1 微波检测电路39-42
• 4.2.2 CC2530节点电路42-43
• 4.2.3 无线收发模块43-44
• 4.2.4 串行通信接口UART44-45
• 4.2.5 电源电路模块45
• 4.2.6 亮度检测模块45-47
• 4.2.7 开关控制模块47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 智能路灯监控系统软件程序及调试49-62
• 5.1 主程序设计49-54
• 5.1.1 集中控制器主程序49-50
• 5.1.2 路灯控制器主程序50
• 5.1.3 ZigBee网络主程序50-52
• 5.1.4 GPRS模块主程序52-54
• 5.2 上位机监控软件54-57
• 5.2.1 软件流程图54-55
• 5.2.2 软件数据库55-56
• 5.2.3 上位机监控界面56-57
• 5.3 硬件调试57-61
• 5.3.1 调试环境57-58
• 5.3.2 调试具体方案58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读学位期间发表的学术论文及获奖67-68
• 致谢68-69
• 附录69-70

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本文编号：822760