一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，包括路灯控制箱，单灯控制器，所述的路灯控制箱内设有集中控制器、电缆被盗监测主机，集中控制器内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器与集中控制器电联接，单灯控制器控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块与监测主机电联接，电缆被盗监测模块定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器与上位机电联接。本实用新型专利技术通过设置集中控制器、单灯控制器，并将ZigBee和GPRS技术结合，构建新型的路灯监控模式，可对路灯进行整体控制及单灯控制，有效节约能源及控制成本，从而实现城市照明的智能化管理。

Intelligent street lamp monitoring system based on ZigBee and GPRS

The utility model discloses an intelligent streetlight monitoring system based on ZigBee and GPRS, including street lighting control box, single lamp controller, the control box is provided with a centralized controller, cable theft monitoring host, centralized controller embedded ZigBee module, GPRS module and control chip; single lamp controller is electrically connected with the central controller, working state single lamp controller control and detection of lights; cable theft monitoring module is electrically connected with the host monitor, cable theft monitoring module to the monitoring host sends timing by cable carrier signal; monitoring host, set in the controller and the upper electrical connection. The utility model has the advantages of centralized controller, single lamp controller by setting, and the combination of ZigBee and GPRS technology, constructing new mode of street lamp monitoring, can carry out overall control and control of a single lamp on the lamp, energy saving and cost control, so as to realize the intelligent management of city lighting.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及路灯监控系统，确切地说是一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统。
技术介绍
随着城市建设的快速发展，特别是道路照明及景观照明等城市亮化工程的广泛实施，城市照明系统规模越来越大，各类照明设施、设备数量也越来越多，提高路灯系统的统一化管理是一种迫切的需要。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，该装置采用下层ZigBee通信和上层GPRS通信相结合的一种新型混合网络结构，服务器上采用GIS技术实现信息图形化。方案设计可对单灯及多灯进行智能管理，实现了单灯的控制监测与电缆被盗监测,提升城市照明管理技术水平和服务水平，从而更好地达到路灯控制的“网络化、智能化、节能化”。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术手段：一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，包括路灯控制箱，单灯控制器，所述的路灯控制箱内设有集中控制器、电缆被盗监测主机，集中控制器内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器与集中控制器电联接，单灯控制器控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块与监测主机电联接，电缆被盗监测模块定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器与上位机电联接。ZigBee技术是一种低功耗、低速率、近距离、低成本和低复杂度的双向无线通信技术．常用于距离较短、功耗较低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输，或用于典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据的传输。ZigBee技术凭借通信可靠、功耗较低、网络容量大和组网容易灵活等特点成为路灯控制的新选择。它支持星状网、集群树状网和网状网这3种主要的自组织无线网络类型。本技术的监控系统采用网状网，这种结构非常适合应用在照明产品管理中。路灯线路上相邻两盏灯间的距离不超过50m，每盏路灯的单灯控制器上加装一个ZigBee无线传感模块，模块之间互为路由，将信息传至集中控制器，然后通过GPRS网络实现与城市照明管理中心间的数据传输。GPRS(GeneralPacketRadioSeIvice)，即通用分组无线服务，数据以封包(Packet)方式来传输信息。本控制采用无线传感器网络中的网状网拓扑结构，实现单灯控制器与集中控制器之间的数据通信控制点安装一个GPRS无线控制器，选用模块化、数字式的智能灯光控制模块，上位机与集中控制器之间的数据传输是通过GPRS网络实现的。本技术通过设置集中控制器、单灯控制器，并将ZigBee和GPRS技术结合，构建新型的路灯监控模式，可对路灯进行整体控制及单灯控制，有效节约能源及控制成本，从而实现城市照明的智能化管理。进一步的优选技术方案如下：所述的单灯控制器设有微处理器，微处理器与光强传感器模块、红外传感器模块、声音传感器模块及故障检测模块电联接；微处理器由电源模块提供电能。所述的主机与报警装置电联接，报警装置设有报警指示灯、蜂鸣器。所述的单灯控制器设有ZigBee无线传感模块，相邻的ZigBee无线传感模块之间互为路由，将信息传送至集中控制器。与现有技术相比，本技术的突出的特点是：采用STM32F103VCT6作为微处理器，STM32是意法半导体基于ARMCodex-M3的32位嵌入式处理器。STM32F103VCT6有11个定时器、13个通信接口和112个快速I／O端口，通过这些接口与传感器模块、电源模块、继电器和ZigBee通信模块、电缆被盗监测模连接；微处理器具有RS232通信接口、传感器接口、程序下载调试接口等。传感器负责采集环境的信息，经过信号处理电路处理以后送入到STM32F103VCT6中进行分析处理。单灯控制器是进行控制和检测路灯的工作状态的设备，安装于每盏路灯上，为本系统中的感知层。单灯控制器具有ZigBee通信的功能，通过ZigBee通信技术与集中控制器保持互通，接受和执行各种指令，并将执行结果和数据送回集中控制器。单灯控制器的电源由LED路灯电源接入，输入为48V，经过路灯控制器电源模块，产生各个硬件模块所需的供电电压。时钟模块为开关灯时间提供参考；声音传感器模块检测环境的声音大小；光强传感器模块检测环境光照强度；红外传感器模块检测是否有人和车经过；电源模块为系统提供电能；故障检测模块，用于路灯的故障检测，当有路灯损坏时可以进行报警并指示故障路灯的具体位置，以便及时维护。将电缆被盗监测模块的开关量输出信号接到电缆被盗监测主机的开关量输入端，当设备被盗或故障时电缆被盗监测主机的开关量输入信号会立即发生改变，监控软件通过遥测就能判断相关设备异常，向管理人员发出告警信息。电缆被盗监测模块可实现全天候电缆被盗报警，线路在工作状态下或非工作状态下均可进行24小时不间断监测。电缆被盗监测主机通过接收来自电缆被盗监测模块的载波信号进行判定，在规定的时间内没有收到信号，主机判定为某路电缆断线，并发出报警指示。附图说明图1是本技术的结构框架结构示意图。图2是图1中单灯控制器的框架结构示意图。图3是本技术单灯控制器的流程图。附图标记说明：1－报警指示灯；2－上位机；3－路灯控制箱；4－电缆被盗监测主机；5－电缆被盗监测模块；6－蜂鸣器；7－集中控制器；8－单灯控制器；9－光强传感器模块；10－红外传感器模块；11－声音传感器模块；12－继电器；13－故障检测模块。具体实施方式下面结合实施例，进一步说明本技术。参见图1、图2及图3可知，本技术的一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，由路灯控制箱3，单灯控制器8组成；路灯控制箱3内设有集中控制器7、电缆被盗监测主机4，集中控制器7内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器8与集中控制器7电联接，单灯控制器8控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块5与监测主机电联接，电缆被盗监测模块5定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器7与上位机2电联接。ZigBee技术是一种低功耗、低速率、近距离、低成本和低复杂度的双向无线通信技术．常用于距离较短、功耗较低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输，或用于典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据的传输。ZigBee技术凭借通信可靠、功耗较低、网络容量大和组网容易灵活等特点成为路灯控制的新选择。它支持星状网、集群树状网和网状网这3种主要的自组织无线网络类型。本技术的监控系统采用网状网，这种结构非常适合应用在照明产品管理中。路灯线路上相邻两盏灯间的距离不超过50m，每盏路灯的单灯控制器8上加装一个ZigBee无线传感模块，模块之间互为路由，将信息传至集中控制器7，然后通过GPRS网络实现与城市照明管理中心间的数据传输。GPRS(GeneralPacketRadioService)，即通用分组无线服务，数据以封包(Packet)方式来传输信息。本控制采用无线传感器网络中的网状网拓扑结构，实现单灯控制器8与集中控制器7之间的数据通信控制点安装一个GPRS无线控制器，选用模块化、数字式的智能灯光控制模块，上位机2与集中控制器7之间的数据传输是通过GPRS网络实现的。所述的单灯控制器8设有微处理器，微处理器与光强传感器模块9、红外传感器模块10、声音传感器模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，包括路灯控制箱，单灯控制器，其特征在于：所述的路灯控制箱内设有集中控制器、电缆被盗监测主机，集中控制器内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器与集中控制器电联接，单灯控制器控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块与监测主机电联接，电缆被盗监测模块定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器与上位机电联接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，包括路灯控制箱，单灯控制器，其特征在于：所述的路灯控制箱内设有集中控制器、电缆被盗监测主机，集中控制器内嵌ZigBee模块、GPRS模块和控制芯片；单灯控制器与集中控制器电联接，单灯控制器控制和检测路灯的工作状态；电缆被盗监测模块与监测主机电联接，电缆被盗监测模块定时通过电缆向监测主机发送载波信号；监测主机、集中控制器与上位机电联接。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee与GPRS的智能路灯监控系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：于会山，盛凯，孙群，田存伟，段鹏，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：新型
国别省市：山东;37