CN104822209A - 基于ZigBee的LED路灯智能控制系统 - Google Patents

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CN104822209A
CN104822209A CN201510256123.6A CN201510256123A CN104822209A CN 104822209 A CN104822209 A CN 104822209A CN 201510256123 A CN201510256123 A CN 201510256123A CN 104822209 A CN104822209 A CN 104822209A
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叶强
章隆泉
过俊宏
叶飞
肖运根
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Wuxi Chongan District Technology Innovation Service Center
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,包含控制模块、无线通信模块、以及设置在每一盏LED路灯处的无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元和微控制器;控制模块和无线通信模块相连,微控制器分别和无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元相连,亮度调整单元和LED路灯的LED灯泡相连;亮度传感器用于感应其所在处的光线亮度信息;微控制器用于将接收到的光线亮度信息通过无线通信单元传递给控制模块,同时根据接收到的指令控制亮度调整单元调整LED灯泡的亮度;控制模块用于计算光线补偿强度并将其通过指令发送给微控制器。本发明结构简单,使用方便,具有较大的实用价值。

Description

基于ZigBee的LED路灯智能控制系统
技术领域
本发明涉及基础设施控制领域,尤其涉及一种基于ZigBee的LED路灯智能控制系统。
背景技术
道路照明是城市照明的重要组成部分,传统的路灯常采用,高压钠灯360度发光,光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前,全球的环境在日益恶化,各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长,我国能源供需矛盾日渐突出,电力供应开始存在着严重短缺的局面,节能是所急需解决的问题。因此,开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
道路照明与人们生产生活密切相关,随着我国城市化进程的加快,LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源,因此,LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。
LED路灯与常规路灯不同的是,LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光,具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点,可广泛应用于道路。外罩可用制作,耐高温达135度,耐低温达-45度。
LED路灯与传统路灯相比较,具有如下优点:
1、本身的特性——光的单向性,没有光的漫射,保证光照效率。
2、LED路灯有独特的二次光学设计,将LED路灯的光照射到所需照明的区域,进一步提高了光照效率,以达到节能目的。
3、LED的已达110-130lm/W,而且还有很大的发展空间,理论值达360lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加,因此,总体光效LED路灯比高压钠灯强;(这个总体光效是理论上的,实际上250W以上高压钠灯的光效高于LED灯)。
4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多,高压钠灯显色指数只有23左右,而LED路灯显色指数达到75以上,从视觉心理角度考虑,达到同等亮度,LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上,。
5、光衰小,一年的光衰不到3%,使用10年仍达到道路要求,而高压钠灯光衰大,一年左右已经下降30%以上,因此,LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。
6、LED路灯有自动控制节能装置,能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率,节省电能。可实现电脑调光,分时间段控制,光线控制,温度控制,自动巡检等人性化功能。
7、寿命长:能使用5万小时以上,提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。
8、光效高:采用≥100LM以上的芯片,相对于传统高压钠灯能节能75%以上。
9、安装简便:无需加埋电缆无需整流器等,直接将安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。
10、散热控制出色:夏天温度控制在45度以下,并采用被动散热方式,夏天的散热保障不足。
11、质量可靠:电路电源全部采用高质量元器件,每颗LED都有单独过流保护,无需担心损坏。
12、光色均匀:不加透镜,不以提高亮度而牺牲均匀光色,从而保证无光圈光色均匀。
13、LED不含有害金属汞,在报废时不会对环境造成危害。
14、维护成本低:相对于传统路灯,LED路灯维护成本极低,经过比较,不到6年即可收回全部投入成本。
现有的LED灯控制基本都是直接通过线缆开关控制,LED的亮度由LED路灯本身固定的电压和LED灯泡本身决定,即便有可以调整其亮度的系统,也均是通过铺设大量线缆来进行控制,投入成本非常大,且不利于检修。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷,提供一种基于ZigBee的LED路灯智能控制系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,包含控制模块、无线通信模块、以及设置在每一盏LED路灯处的无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元和微控制器;
所述控制模块和无线通信模块相连,所述微控制器分别和无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元相连,所述亮度调整单元和LED路灯的LED灯泡相连;
所述亮度传感器用于感应其所在处的光线亮度信息,并将其传递给其对应的微控制器;
所述微控制器用于将接收到的光线亮度信息通过无线通信单元传递给控制模块,同时根据接收到的指令控制亮度调整单元调整LED灯泡的亮度;
所述控制模块包含亮度比较单元、补偿计算单元和指令发送单元;
所述亮度比较单元用于将接收到的光线亮度值与预设的光线亮度阈值进行比较;
所述补偿计算单元用于在接收到的光线亮度值小于预设的光线亮度阈值时计算出光线补偿强度;
所述指令发送单元用于将计算出的光线补偿强度发送给对应LED路灯的微控制器;
所述无线通信单元、无线通信模块之间基于ZigBee协议无线通信。
作为本发明基于ZigBee的LED路灯智能控制系统进一步的优化方案,所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
作为本发明基于ZigBee的LED路灯智能控制系统进一步的优化方案,所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
作为本发明基于ZigBee的LED路灯智能控制系统进一步的优化方案,所述亮度传感器的型号为PIC96337 KODENSHI。
作为本发明基于ZigBee的LED路灯智能控制系统进一步的优化方案,所述亮度调整单元采用PWM控制电路。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
1. 结构简单,使用方便;
2. 有效节省资源,避免过亮或者过暗;
3. 通过无线控制,便于检修;
4. 计算补偿亮度均集中在控制模块上,LED路灯处所用的微控制器成本低廉。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明公开了一种基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,包含控制模块、无线通信模块、以及设置在每一盏LED路灯处的无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元和微控制器;
所述控制模块和无线通信模块相连,所述微控制器分别和无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元相连,所述亮度调整单元和LED路灯的LED灯泡相连;
所述亮度传感器用于感应其所在处的光线亮度信息,并将其传递给其对应的微控制器;
所述微控制器用于将接收到的光线亮度信息通过无线通信单元传递给控制模块,同时根据接收到的指令控制亮度调整单元调整LED灯泡的亮度;
所述控制模块包含亮度比较单元、补偿计算单元和指令发送单元;
所述亮度比较单元用于将接收到的光线亮度值与预设的光线亮度阈值进行比较;
所述补偿计算单元用于在接收到的光线亮度值小于预设的光线亮度阈值时计算出光线补偿强度;
所述指令发送单元用于将计算出的光线补偿强度发送给对应LED路灯的微控制器;
所述无线通信单元、无线通信模块之间基于ZigBee协议无线通信。
所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机,优先采用SAA7750单片机。
所述亮度传感器的型号为PIC96337 KODENSHI。
所述亮度调整单元采用PWM控制电路。
本技术领域技术人员可以理解的是,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,其特征在于,包含控制模块、无线通信模块、以及设置在每一盏LED路灯处的无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元和微控制器;
所述控制模块和无线通信模块相连,所述微控制器分别和无线通信单元、亮度传感器、亮度调整单元相连,所述亮度调整单元和LED路灯的LED灯泡相连;
所述亮度传感器用于感应其所在处的光线亮度信息,并将其传递给其对应的微控制器;
所述微控制器用于将接收到的光线亮度信息通过无线通信单元传递给控制模块,同时根据接收到的指令控制亮度调整单元调整LED灯泡的亮度;
所述控制模块包含亮度比较单元、补偿计算单元和指令发送单元;
所述亮度比较单元用于将接收到的光线亮度值与预设的光线亮度阈值进行比较;
所述补偿计算单元用于在接收到的光线亮度值小于预设的光线亮度阈值时计算出光线补偿强度;
所述指令发送单元用于将计算出的光线补偿强度发送给对应LED路灯的微控制器;
所述无线通信单元、无线通信模块之间基于ZigBee协议无线通信。
2. 根据权利要求1所述的基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,其特征在于,所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
3. 根据权利要求2所述的基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,其特征在于,所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
4. 根据权利要求1所述的基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,其特征在于,所述亮度传感器的型号为PIC96337 KODENSHI。
5. 根据权利要求1所述的基于ZigBee的LED路灯智能控制系统,其特征在于,所述亮度调整单元采用PWM控制电路。
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