CN106102274A - 一种路灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种路灯控制系统，路灯控制系统，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、无线通讯模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块；所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信。本发明提出的路灯控制系统，采用的ZigBee的网络透传功能，无需传统的GPS信号，大大降低成本，提高系统的可靠性。

Description

一种路灯控制系统

技术领域

本发明属于路灯通讯技术领域，涉及一种数据收发系统，尤其涉及一种基于ZigBee网络透传及串口收发数据的系统。

背景技术

目前，针对需要获取路灯信息数据的方式，传统的解决方案主要有以下两种方法：一是通过电力载波通信的方式：后台控制中心通过电缆中的载波进行与各个路灯端点控制器进行数据交互；然而载波通信是有延迟的，再软件方面需要知道路灯的具体位置并且与主控制器的距离，维护比较麻烦。第二种方法通过GPRS通信方式；GPRS是基于GSM的移动分组数据业务,用户通过GPRS可在移动状态下使用各种高速数据业务与各个终端设备通信。GPRS城市路灯监控系统虽然克服了有线通信、无线集群等通信方式所存在的建设周期长、投资规模大、技术不成熟以及终端支持少等缺点，但是GPRS是按流量收费，终端规模大、长期使用成本必然较高。

同时，如今对路灯的控制方式也越来越智能化；通常采用固定时长的方式对路灯进行控制，如设置为傍晚6点开灯，早晨6点关灯。但该控制方式不能针对不同天气情况(如阴雨天气)进行控制；同时，由于每天的日夜长度均在不停变化，固定时间控制开灯、关灯的方式无法满足行人的需求。另外一种控制方式是设置光传感器，通过光传感器感应光强度，达到临界点时开关路灯。然而，现有的控制方法依然不能很有效地工作。如光传感器旁边被昆虫或树叶临时遮挡(光传感器感应的光强度变低)，光传感器会认为此时可以开灯；再如，夜晚车辆的大灯达到光传感器上，光传感器会认为此时可以关灯。因此，目前通过光传感器控制路灯的方式也不能很好地满足人们的要求。

此外，现有的控制方式路灯的照明强度是一样的，无法根据行人的多少进行变化。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的路灯控制方式，以便克服现有控制方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种路灯控制系统，可降低成本，提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种路灯控制系统，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、蓝牙芯片模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；

所述蓝牙芯片模块集成无线收发模块和三个串口接口，使用其第一个串口接口；

所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块，第一ZigBee芯片模块集成一个串口接口，使用其和蓝牙芯片模块的第一串口直接相连进行通信；

所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信；

所述第二ZigBee芯片模块集成通用输入输出GPIO接口，使用该接口模拟I2C总线；

所述路灯控制器集成通用输入输出GPIO接口，使用其模拟I2C总线与第二ZigBee芯片模块进行数据通信；

使用移动终端上开发的APP软件，通过蓝牙信号把数据发送给所述蓝牙芯片模块；

所述蓝牙芯片模块接收数据后通过自身的第一串口接口把数据发送给所述ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器通过自身集成的无线透传模块发送给ZigBee终端集成的无线模块；

如果ZigBee终端收到透传的数据通过自身集成的I2C总线发送给路灯控制器，当路灯控制器收到数据后并做出响应，使用同样的方法把数据回传给移动终端，从而实现移动终端到ZigBee终端的数据交互；

所述移动终端包括ZigBee终端搜索模块；

在ZigBee协调器打开后，如果有ZigBee终端加入到ZigBee协调器中，ZigBee终端自动把自身的网络短地址上报给ZigBee协调器；并且ZigBee协调器把获取到的ZigBee终端的网络短地址进行保存；

ZigBee终端搜索模块用以发送搜索指令，当移动终端发送搜索指令时，ZigBee协调器根据保存的ZigBee终端网络短地址进行一一获取ZigBee终端的设备信息，以及查看是否ZigBee终端是否离网；

ZigBee协调器通过保存的ZigBee终端网络短地址去获取各个ZigBee终端的设备信息；ZigBee协调器每发送一次获取ZigBee终端的设备信息，会自动清空保存的ZigBee终端网络短地址；当ZigBee终端收到ZigBee协调器发送的请求时，ZigBee终端会把自身的网络信息传给ZigBee协调器，ZigBee协调器收到后会保存ZigBee终端的网络信息，包括ZigBee终端的网络短地址；这样当ZigBee终端掉线时，其网络短地址就不会保存在ZigBee协调器中；

当ZigBee协调器获取到ZigBee终端的网络信息时，会进行入栈操作并保存在ZigBee协调器中，ZigBee协调器每隔600ms向移动终端发送搜索到的ZigBee终端信息，确保数据传输的稳定性；

ZigBee协调器每次向ZigBee终端发送请求信息，都会自动把保存的ZigBee终端网络地址清除，直到ZigBee终端收到发送的请求信息并作出相应，ZigBee协调器并再次保存ZigBee终端的网络地址，以至于ZigBee终端设备掉线，ZigBee协调器会同步清除保存的ZigBee终端网络短地址。

所述路灯控制器包括：主控制器、计时器、位置传感器、至少一光传感器、功率控制器、历史数据库、DALI电平变换电路；

所述主控制器分别连接计时器、位置传感器、各光传感器、功率控制器、历史数据库；

所述计时器用以获取时间信息，位置传感器用以获取周边移动物体的位置变化信息，光传感器用以获取光强度信息，功率控制器用以控制路灯的功率，历史数据库用以记录每个时间周期的开灯时间、关灯时间、功率变化时刻信息；

所述光传感器每隔设定时间检测一次外界光亮度；

如果路灯当前状态为开，只有当光传感器连续检测设定次数n次，参数均为需要关灯时，主控制器才会控制功率控制器执行关灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行关灯操作；

如果路灯当前状态为关，只有当控制器连续检测设定次数n次，参数均为需要开灯时，主控制器才会控制功率控制器执行开灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行开灯操作；

为降低外部环境干扰，关闭过程为：功率控制器先将光照度柔和降亮到最低功率，再关闭；路灯调光的算法包括：DALI协议默认的将功率分为0-255档，一共256个档；程序中每0.1s检测一次光亮度，当比前一次亮时就降低一档，反之亦然；

所述主控制器包括中夜降亮模块、中夜升亮模块、修正模块；

所述中夜降亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第一时刻降低路灯功率，降低路灯功率的时刻为本周期路灯开启时刻加前一周期开灯时长的50％；

所述中夜升亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第二时刻增加路灯功率，增加路灯功率的时刻为本周期第一时刻加前一周期开灯时长的30％～40％；

所述修正模块用以在位置传感器在设定时间内感应到的移动物体数量达到设定值时，控制所述功率控制器在设定时间段内提高路灯的功率；

所述DALI电平变换电路包括：发送模块、接收模块、整流电路；

所述发送模块包括：第一光耦U5、第一三极管Q206、第一电阻R220、第二电阻R221、第三电阻R218、第四电阻R222、第一电容C11、第一二极管D13；

所述接收模块包括：第二光耦U4、第五电阻R233、第六电阻R234、稳压二极管D17；

所述整流电路包括整流桥；

所述第一光耦U5的第一端口连接电源电压VCC_MCU，第二端口通过第三电阻R218连接输入电平DALI_TX，第三端口连接第一电阻R220的第一端，第四端口分别连接第一电容C11的正极、第一二极管D13的负极；

所述第一电阻R220的第二端分别连接第二电阻R221的第一端、第一三极管Q206的基极，第二电阻R221的第二端连接第一电容C11的负极、第一三极管Q206的发射极、稳压二极管D17的正极；第一三极管Q206的集电极连接第四电阻R222的第一端；第四电阻R222的第二段分别连接第一二极管D13的正极、第五电阻R233的第二端、整流桥D9的第三端口；

所述第二光耦U4的第一端口连接第五电阻R233的第一端，第二端口连接稳压二极管D17的负极，第三端口接第六电阻R234的第一端，同时接DALI_RX，第四端口接VCC_MCU；第六电阻R234的第二端口接地；电平变换过程包括：输入电平DALI_TX的电平变化范围0-3.3V，当DALI_TX低电平的时候，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为0V，满足DALI电气标准对低电平-4.5V～4.5V的要求；当DALI_TX高电平的时，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为16.8V，满足DALI电气标准对高电平9.5V～22.5V的要求，第一电阻R220和第一三极管Q206来确保DALI总线上的功耗电流不超过250MA，同时第一三极管Q206的参数选择要求DC增益大于100db，同时通过散热单元为第一三极管Q206散热；

所述接收模块在总线低电平时触发DALI_RX低电平，总线高电平时触发DALI_RX高电平，稳压二极管D17保证总线在未达到标准要求的最小高电平电压时保证第二光耦U4不被驱动。

一种路灯控制系统，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、无线通讯模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；

所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块；所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信。

作为本发明的一种优选方案，所述路灯控制器包括：主控制器、计时器、位置传感器、至少一光传感器、功率控制器、历史数据库、DALI电平变换电路；

所述主控制器分别连接计时器、位置传感器、各光传感器、功率控制器、历史数据库；

所述计时器用以获取时间信息，位置传感器用以获取周边移动物体的位置变化信息，光传感器用以获取光强度信息，功率控制器用以控制路灯的功率，历史数据库用以记录每个时间周期的开灯时间、关灯时间、功率变化时刻信息。

作为本发明的一种优选方案，所述主控制器包括中夜降亮模块、中夜升亮模块、修正模块；

所述中夜降亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第一时刻降低路灯功率，降低路灯功率的时刻为本周期路灯开启时刻加前一周期开灯时长的50％；

所述中夜升亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第二时刻增加路灯功率，增加路灯功率的时刻为本周期第一时刻加前一周期开灯时长的30％～40％；

所述修正模块用以在位置传感器在设定时间内感应到的移动物体数量达到设定值时，控制所述功率控制器在设定时间段内提高路灯的功率。

作为本发明的一种优选方案，所述光传感器每隔设定时间检测一次外界光亮度；

如果路灯当前状态为开，只有当光传感器连续检测设定次数n次，参数均为需要关灯时，主控制器才会控制功率控制器执行关灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行关灯操作；

如果路灯当前状态为关，只有当控制器连续检测设定次数n次，参数均为需要开灯时，主控制器才会控制功率控制器执行开灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行开灯操作；

为降低外部环境干扰，关闭过程为：功率控制器先将光照度柔和降亮到最低功率，再关闭。

作为本发明的一种优选方案，路灯调光的算法包括：DALI协议默认的将功率分为0-255档，一共256个档；程序中每0.1s检测一次光亮度，当比前一次亮时就降低一档，反之亦然。

作为本发明的一种优选方案，所述DALI电平变换电路包括：发送模块、接收模块、整流电路；

所述发送模块包括：第一光耦U5、第一三极管Q206、第一电阻R220、第二电阻R221、第三电阻R218、第四电阻R222、第一电容C11、第一二极管D13；

所述接收模块包括：第二光耦U4、第五电阻R233、第六电阻R234、稳压二极管D17；

所述整流电路包括整流桥；

所述第一光耦U5的第一端口连接电源电压VCC_MCU，第二端口通过第三电阻R218连接输入电平DALI_TX，第三端口连接第一电阻R220的第一端，第四端口分别连接第一电容C11的正极、第一二极管D13的负极；

所述第一电阻R220的第二端分别连接第二电阻R221的第一端、第一三极管Q206的基极，第二电阻R221的第二端连接第一电容C11的负极、第一三极管Q206的发射极、稳压二极管D17的正极；第一三极管Q206的集电极连接第四电阻R222的第一端；第四电阻R222的第二段分别连接第一二极管D13的正极、第五电阻R233的第二端、整流桥D9的第三端口；

所述第二光耦U4的第一端口连接第五电阻R233的第一端，第二端口连接稳压二极管D17的负极，第三端口接第六电阻R234的第一端，同时接DALI_RX，第四端口接VCC_MCU；第六电阻R234的第二端口接地；电平变换过程包括：输入电平DALI_TX的电平变化范围0-3.3V，当DALI_TX低电平的时候，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为0V，满足DALI电气标准对低电平-4.5V～4.5V的要求；当DALI_TX高电平的时，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为16.8V，满足DALI电气标准对高电平9.5V～22.5V的要求，第一电阻R220和第一三极管Q206来确保DALI总线上的功耗电流不超过250MA，同时第一三极管Q206的参数选择要求DC增益大于100db，同时通过散热单元为第一三极管Q206散热；

所述接收模块在总线低电平时触发DALI_RX低电平，总线高电平时触发DALI_RX高电平，稳压二极管D17保证总线在未达到标准要求的最小高电平电压时保证第二光耦U4不被驱动。

作为本发明的一种优选方案，所述无线通讯模块为蓝牙芯片模块，蓝牙芯片模块集成无线收发模块和三个串口接口，使用其第一个串口接口与第一ZigBee芯片模块连接；

所述第一ZigBee芯片模块集成一个串口接口，使用其和蓝牙芯片模块的第一串口直接相连进行通信；

所述第二ZigBee芯片模块集成通用输入输出GPIO接口，使用该接口模拟I2C总线；

所述路灯控制器集成通用输入输出GPIO接口，使用其模拟I2C总线与第二ZigBee芯片模块进行数据通信。

作为本发明的一种优选方案，使用移动终端上开发的APP软件，通过蓝牙信号把数据发送给所述蓝牙芯片模块；

所述蓝牙芯片模块接收数据后通过自身的第一串口接口把数据发送给所述ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器通过自身集成的无线透传模块发送给ZigBee终端集成的无线模块；

如果ZigBee终端收到透传的数据通过自身集成的I2C总线发送给路灯控制器，当路灯控制器收到数据后并做出响应，使用同样的方法把数据回传给移动终端，从而实现移动终端到ZigBee终端的数据交互。

作为本发明的一种优选方案，所述移动终端包括ZigBee终端搜索模块；

在ZigBee协调器打开后，如果有ZigBee终端加入到ZigBee协调器中，ZigBee终端自动把自身的网络短地址上报给ZigBee协调器；并且ZigBee协调器把获取到的ZigBee终端的网络短地址进行保存；

ZigBee终端搜索模块用以发送搜索指令，当移动终端发送搜索指令时，ZigBee协调器根据保存的ZigBee终端网络短地址进行一一获取ZigBee终端的设备信息，以及查看是否ZigBee终端是否离网；

ZigBee协调器通过保存的ZigBee终端网络短地址去获取各个ZigBee终端的设备信息；ZigBee协调器每发送一次获取ZigBee终端的设备信息，会自动清空保存的ZigBee终端网络短地址；当ZigBee终端收到ZigBee协调器发送的请求时，ZigBee终端会把自身的网络信息传给ZigBee协调器，ZigBee协调器收到后会保存ZigBee终端的网络信息，包括ZigBee终端的网络短地址；这样当ZigBee终端掉线时，其网络短地址就不会保存在ZigBee协调器中；

当ZigBee协调器获取到ZigBee终端的网络信息时，会进行入栈操作并保存在ZigBee协调器中，ZigBee协调器每隔600ms向移动终端发送搜索到的ZigBee终端信息，确保数据传输的稳定性；

ZigBee协调器每次向ZigBee终端发送请求信息，都会自动把保存的ZigBee终端网络地址清除，直到ZigBee终端收到发送的请求信息并作出相应，ZigBee协调器并再次保存ZigBee终端的网络地址，以至于ZigBee终端设备掉线，ZigBee协调器会同步清除保存的ZigBee终端网络短地址。

本发明的有益效果在于：本发明提出的路灯控制系统，采用的ZigBee的网络透传功能，无需传统的GPS信号，大大降低成本，提高系统的可靠性。路灯维护人员只需要拿着手机和协调器模块，无论靠近哪一个路灯都能详细的获取此路灯的一系列参数；比起载波方式维护更方便。

本发明控制系统可降低外部环境的干扰，提高开关灯时间的精确度；可根据不同的时间需求对路灯照明亮度进行控制。

附图说明

图1为本发明路灯控制系统的组成示意图。

图2为app端搜索终端设备过程中步骤1的流程图。

图3为app端搜索终端设备过程中步骤2～步骤4的流程图。

图4为本发明路灯控制系统中路灯控制器的组成示意图。

图5为本发明路灯控制系统中DALI电平变换电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种路灯控制系统，所述系统包括依次连接的移动终端5、蓝牙芯片模块1(也可以是其他无线通讯模块，如Wifi模块)、ZigBee协调器2、ZigBee终端3、路灯控制器4。

所述蓝牙芯片模块1集成无线收发模块和三个串口接口，使用其第一个串口接口。

所述ZigBee协调器2包括第一ZigBee芯片模块，第一ZigBee芯片模块集成一个串口接口，使用其和蓝牙芯片模块的第一串口直接相连进行通信。

所述ZigBee终端3包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信。

所述第二ZigBee芯片模块集成通用输入输出GPIO接口，使用该接口模拟I2C总线。

所述路灯控制器4集成通用输入输出GPIO接口，使用其模拟I2C总线与第二ZigBee芯片模块进行数据通信。

使用移动终端5上开发的APP软件，通过蓝牙信号把数据发送给所述蓝牙芯片模块。

所述蓝牙芯片模块1接收数据后通过自身的第一串口接口把数据发送给所述ZigBee协调器2(当然也可以是其他接口)。

所述ZigBee协调器2通过自身集成的无线透传模块发送给ZigBee终端3集成的无线模块。

如果ZigBee终端3收到透传的数据通过自身集成的I2C总线发送给路灯控制器4，当路灯控制器4收到数据后并做出响应，使用同样的方法把数据回传给移动终端5，从而实现移动终端5到ZigBee终端3的数据交互。

所述移动终端5包括ZigBee终端搜索模块，请参阅图2、图3，ZigBee终端搜索模块的搜索过程包括如下步骤：

【步骤1】如图2所示，在ZigBee协调器打开后，如果有ZigBee终端加入到ZigBee协调器中，ZigBee终端自动把自身的网络短地址上报给ZigBee协调器；并且ZigBee协调器把获取到的ZigBee终端的网络短地址进行保存。

【步骤2】如图3所示，ZigBee终端搜索模块用以发送搜索指令，当移动终端发送搜索指令时，ZigBee协调器根据保存的ZigBee终端网络短地址进行一一获取ZigBee终端的设备信息，以及查看是否ZigBee终端是否离网。

【步骤3】ZigBee协调器通过保存的ZigBee终端网络短地址去获取各个ZigBee终端的设备信息；ZigBee协调器每发送一次获取ZigBee终端的设备信息，会自动清空保存的ZigBee终端网络短地址；当ZigBee终端收到ZigBee协调器发送的请求时，ZigBee终端会把自身的网络信息传给ZigBee协调器，ZigBee协调器收到后会保存ZigBee终端的网络信息，包括ZigBee终端的网络短地址；这样当ZigBee终端掉线时，其网络短地址就不会保存在ZigBee协调器中。

【步骤4】当ZigBee协调器获取到ZigBee终端的网络信息时，会进行入栈操作并保存在ZigBee协调器中，ZigBee协调器每隔600ms向移动终端发送搜索到的ZigBee终端信息，确保数据传输的稳定性。

【步骤5】ZigBee协调器每次向ZigBee终端发送请求信息，都会自动把保存的ZigBee终端网络地址清除，直到ZigBee终端收到发送的请求信息并作出相应，ZigBee协调器并再次保存ZigBee终端的网络地址，以至于ZigBee终端设备掉线，ZigBee协调器会同步清除保存的ZigBee终端网络短地址。

ZigBee技术的传感器网络应用非常广泛，可以帮助人们更好地实现生活梦想。主要应用在以下实例当中。

(1)ZigBee技术应用在数字家庭中，可使人们随时了解家里的电子设备状态，并可用于对家中病人的监控，观察病人的状态是否正常以便做出反应。

(2)ZigBee传感器网络用于楼宇自动化可降低运营成本。如：酒店里遍布空调供暖(HVAC)设备，如果在每台空调设备上都加上一个ZigBee节点，就能对这些空调系统进行实时控制，节约能源消耗。

(3)工程环境当中有大量的传感器和控制器，使用无线ZigBee技术把他们连接成一个网络进行监控，加强作业管理，降低成本。

本发明系统可以用于智能路灯产品，也可以用于数字家庭、酒店管理、工程建设等领域。

请参阅图4，所述路灯控制器4包括：主控制器41、计时器42、位置传感器43、至少一光传感器44、功率控制器45、历史数据库、DALI电平变换电路46。

所述主控制器41分别连接计时器42、位置传感器43、各光传感器44、功率控制器45、历史数据库、DALI电平变换电路46。

所述计时器42用以获取时间信息，位置传感器43用以获取周边移动物体的位置变化信息，光传感器44用以获取光强度信息，功率控制器45用以控制路灯的功率，历史数据库用以记录每个时间周期的开灯时间、关灯时间、功率变化时刻信息。

所述光传感器每隔设定时间检测一次外界光亮度。

如果路灯当前状态为开，只有当光传感器连续检测设定次数n次，参数均为需要关灯时，主控制器才会控制功率控制器执行关灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行关灯操作。

如果路灯当前状态为关，只有当控制器连续检测设定次数n次，参数均为需要开灯时，主控制器才会控制功率控制器执行开灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行开灯操作。

为降低外部环境干扰，关闭过程为：功率控制器先将光照度柔和降亮到最低功率，再关闭；路灯调光的算法包括：DALI协议默认的将功率分为0-255档，一共256个档；程序中每0.1s检测一次光亮度，当比前一次亮时就降低一档，反之亦然。

所述主控制器包括中夜降亮模块、中夜升亮模块、修正模块。

所述中夜降亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第一时刻降低路灯功率，降低路灯功率的时刻为本周期路灯开启时刻加前一周期开灯时长的50％。

所述中夜升亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第二时刻增加路灯功率，增加路灯功率的时刻为本周期第一时刻加前一周期开灯时长的30％～40％。

所述修正模块用以在位置传感器在设定时间内感应到的移动物体数量达到设定值时，控制所述功率控制器在设定时间段内提高路灯的功率。

请参阅图5，所述DALI电平变换电路包括：发送模块62、接收模块61、整流电路。

所述发送模块62包括：第一光耦U5、第一三极管Q206、第一电阻R220、第二电阻R221、第三电阻R218、第四电阻R222、第一电容C11、第一二极管D13。

所述接收模块61包括：第二光耦U4、第五电阻R233、第六电阻R234、稳压二极管D17。

所述整流电路包括整流桥。

所述第一光耦U5的第一端口连接电源电压VCC_MCU，第二端口通过第三电阻R218连接输入电平DALI_TX，第三端口连接第一电阻R220的第一端，第四端口分别连接第一电容C11的正极、第一二极管D13的负极。

所述第一电阻R220的第二端分别连接第二电阻R221的第一端、第一三极管Q206的基极，第二电阻R221的第二端连接第一电容C11的负极、第一三极管Q206的发射极、稳压二极管D17的正极；第一三极管Q206的集电极连接第四电阻R222的第一端；第四电阻R222的第二段分别连接第一二极管D13的正极、第五电阻R233的第二端、整流桥D9的第三端口。

所述第二光耦U4的第一端口连接第五电阻R233的第一端，第二端口连接稳压二极管D17的负极，第三端口接第六电阻R234的第一端，同时接DALI_RX，第四端口接VCC_MCU；第六电阻R234的第二端口接地；电平变换过程包括：输入电平DALI_TX的电平变化范围0-3.3V，当DALI_TX低电平的时候，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为0V，满足DALI电气标准对低电平-4.5V～4.5V的要求；当DALI_TX高电平的时，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为16.8V，满足DALI电气标准对高电平9.5V～22.5V的要求，第一电阻R220和第一三极管Q206来确保DALI总线上的功耗电流不超过250MA，同时第一三极管Q206的参数选择要求DC增益大于100db，同时通过散热单元为第一三极管Q206散热。

所述接收模块在总线低电平时触发DALI_RX低电平，总线高电平时触发DALI_RX高电平，稳压二极管D17保证总线在未达到标准要求的最小高电平电压时保证第二光耦U4不被驱动。

实施例二

一种路灯控制系统，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、无线通讯模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块；所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信。

综上所述，本发明提出的基于ZigBee网络透传及串口收发数据的系统，采用的ZigBee的网络透传功能，无需传统的GPS信号，大大降低成本，提高系统的可靠性。路灯维护人员只需要拿着手机和协调器模块，无论靠近哪一个路灯都能详细的获取此路灯的一系列参数；比起载波方式维护更方便。

本发明控制系统可降低外部环境的干扰，提高开关灯时间的精确度；可根据不同的时间需求对路灯照明亮度进行控制。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种路灯控制系统，其特征在于，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、蓝牙芯片模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；

所述蓝牙芯片模块集成无线收发模块和三个串口接口，使用其第一个串口接口；

所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块，第一ZigBee芯片模块集成一个串口接口，使用其和蓝牙芯片模块的第一串口直接相连进行通信；

所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信；

所述第二ZigBee芯片模块集成通用输入输出GPIO接口，使用该接口模拟I2C总线；

所述路灯控制器集成通用输入输出GPIO接口，使用其模拟I2C总线与第二ZigBee芯片模块进行数据通信；

使用移动终端上开发的APP软件，通过蓝牙信号把数据发送给所述蓝牙芯片模块；

所述蓝牙芯片模块接收数据后通过自身的第一串口接口把数据发送给所述ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器通过自身集成的无线透传模块发送给ZigBee终端集成的无线模块；

如果ZigBee终端收到透传的数据通过自身集成的I2C总线发送给路灯控制器，当路灯控制器收到数据后并做出响应，使用同样的方法把数据回传给移动终端，从而实现移动终端到ZigBee终端的数据交互；

所述移动终端包括ZigBee终端搜索模块；

在ZigBee协调器打开后，如果有ZigBee终端加入到ZigBee协调器中，ZigBee终端自动把自身的网络短地址上报给ZigBee协调器；并且ZigBee协调器把获取到的ZigBee终端的网络短地址进行保存；

ZigBee终端搜索模块用以发送搜索指令，当移动终端发送搜索指令时，ZigBee协调器根据保存的ZigBee终端网络短地址进行一一获取ZigBee终端的设备信息，以及查看是否ZigBee终端是否离网；

ZigBee协调器通过保存的ZigBee终端网络短地址去获取各个ZigBee终端的设备信息；ZigBee协调器每发送一次获取ZigBee终端的设备信息，会自动清空保存的ZigBee终端网络短地址；当ZigBee终端收到ZigBee协调器发送的请求时，ZigBee终端会把自身的网络信息传给ZigBee协调器，ZigBee协调器收到后会保存ZigBee终端的网络信息，包括ZigBee终端的网络短地址；这样当ZigBee终端掉线时，其网络短地址就不会保存在ZigBee协调器中；

当ZigBee协调器获取到ZigBee终端的网络信息时，会进行入栈操作并保存在ZigBee协调器中，ZigBee协调器每隔600ms向移动终端发送搜索到的ZigBee终端信息，确保数据传输的稳定性；

ZigBee协调器每次向ZigBee终端发送请求信息，都会自动把保存的ZigBee终端网络地址清除，直到ZigBee终端收到发送的请求信息并作出相应，ZigBee协调器并再次保存ZigBee终端的网络地址，以至于ZigBee终端设备掉线，ZigBee协调器会同步清除保存的ZigBee终端网络短地址；

所述路灯控制器包括：主控制器、计时器、位置传感器、至少一光传感器、功率控制器、历史数据库、DALI电平变换电路；

所述主控制器分别连接计时器、位置传感器、各光传感器、功率控制器、历史数据库；

所述计时器用以获取时间信息，位置传感器用以获取周边移动物体的位置变化信息，光传感器用以获取光强度信息，功率控制器用以控制路灯的功率，历史数据库用以记录每个时间周期的开灯时间、关灯时间、功率变化时刻信息；

所述光传感器每隔设定时间检测一次外界光亮度；

如果路灯当前状态为开，只有当光传感器连续检测设定次数n次，参数均为需要关灯时，主控制器才会控制功率控制器执行关灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行关灯操作；

如果路灯当前状态为关，只有当控制器连续检测设定次数n次，参数均为需要开灯时，主控制器才会控制功率控制器执行开灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行开灯操作；

为降低外部环境干扰，关闭过程为：功率控制器先将光照度柔和降亮到最低功率，再关闭；路灯调光的算法包括：DALI协议默认的将功率分为0-255档，一共256个档；程序中每0.1s检测一次光亮度，当比前一次亮时就降低一档，反之亦然；

所述主控制器包括中夜降亮模块、中夜升亮模块、修正模块；

所述中夜降亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第一时刻降低路灯功率，降低路灯功率的时刻为本周期路灯开启时刻加前一周期开灯时长的50％；

所述中夜升亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第二时刻增加路灯功率，增加路灯功率的时刻为本周期第一时刻加前一周期开灯时长的30％～40％；

所述修正模块用以在位置传感器在设定时间内感应到的移动物体数量达到设定值时，控制所述功率控制器在设定时间段内提高路灯的功率；

所述DALI电平变换电路包括：发送模块、接收模块、整流电路；

所述发送模块包括：第一光耦U5、第一三极管Q206、第一电阻R220、第二电阻R221、第三电阻R218、第四电阻R222、第一电容C11、第一二极管D13；

所述接收模块包括：第二光耦U4、第五电阻R233、第六电阻R234、稳压二极管D17；

所述整流电路包括整流桥；

所述第一光耦U5的第一端口连接电源电压VCC_MCU，第二端口通过第三电阻R218连接输入电平DALI_TX，第三端口连接第一电阻R220的第一端，第四端口分别连接第一电容C11的正极、第一二极管D13的负极；

所述第一电阻R220的第二端分别连接第二电阻R221的第一端、第一三极管Q206的基极，第二电阻R221的第二端连接第一电容C11的负极、第一三极管Q206的发射极、稳压二极管D17的正极；第一三极管Q206的集电极连接第四电阻R222的第一端；第四电阻R222的第二段分别连接第一二极管D13的正极、第五电阻R233的第二端、整流桥D9的第三端口；

所述第二光耦U4的第一端口连接第五电阻R233的第一端，第二端口连接稳压二极管D17的负极，第三端口接第六电阻R234的第一端，同时接DALI_RX，第四端口接VCC_MCU；第六电阻R234的第二端口接地；电平变换过程包括：输入电平DALI_TX的电平变化范围0-3.3V，当DALI_TX低电平的时候，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为0V，满足DALI电气标准对低电平-4.5V～4.5V的要求；当DALI_TX高电平的时，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为16.8V，满足DALI电气标准对高电平9.5V～22.5V的要求，第一电阻R220和第一三极管Q206来确保DALI总线上的功耗电流不超过250MA，同时第一三极管Q206的参数选择要求DC增益大于100db，同时通过散热单元为第一三极管Q206散热；

所述接收模块在总线低电平时触发DALI_RX低电平，总线高电平时触发DALI_RX高电平，稳压二极管D17保证总线在未达到标准要求的最小高电平电压时保证第二光耦U4不被驱动。

2.一种路灯控制系统，其特征在于，所述路灯控制系统包括依次连接的移动终端、无线通讯模块、ZigBee协调器、ZigBee终端、路灯控制器；

所述ZigBee协调器包括第一ZigBee芯片模块；所述ZigBee终端包括第二ZigBee芯片模块，第二ZigBee芯片模块集成无线收发数据模块；使用此模块和ZigBee协调器的无线模块进行无线网络通信。

3.根据权利要求2所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述路灯控制器包括：主控制器、计时器、位置传感器、至少一光传感器、功率控制器、历史数据库、DALI电平变换电路；

所述主控制器分别连接计时器、位置传感器、各光传感器、功率控制器、历史数据库；

所述计时器用以获取时间信息，位置传感器用以获取周边移动物体的位置变化信息，光传感器用以获取光强度信息，功率控制器用以控制路灯的功率，历史数据库用以记录每个时间周期的开灯时间、关灯时间、功率变化时刻信息。

4.根据权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述光传感器每隔设定时间检测一次外界光亮度；

如果路灯当前状态为开，只有当光传感器连续检测设定次数n次，参数均为需要关灯时，主控制器才会控制功率控制器执行关灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行关灯操作；

如果路灯当前状态为关，只有当控制器连续检测设定次数n次，参数均为需要开灯时，主控制器才会控制功率控制器执行开灯动作，其间只要出现一次参数不符合即不执行开灯操作；

为降低外部环境干扰，关闭过程为：功率控制器先将光照度柔和降亮到最低功率，再关闭。

5.根据权利要求4所述的路灯控制系统，其特征在于：

路灯调光的算法包括：DALI协议默认的将功率分为0-255档，一共256个档；程序中每0.1s检测一次光亮度，当比前一次亮时就降低一档，反之亦然。

6.根据权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述主控制器包括中夜降亮模块、中夜升亮模块、修正模块；

所述中夜降亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第一时刻降低路灯功率，降低路灯功率的时刻为本周期路灯开启时刻加前一周期开灯时长的50％；

所述中夜升亮模块用以通过功率控制器控制路灯在设定在第二时刻增加路灯功率，增加路灯功率的时刻为本周期第一时刻加前一周期开灯时长的30％～40％；

所述修正模块用以在位置传感器在设定时间内感应到的移动物体数量达到设定值时，控制所述功率控制器在设定时间段内提高路灯的功率。

7.根据权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述DALI电平变换电路包括：发送模块、接收模块、整流电路；

所述发送模块包括：第一光耦U5、第一三极管Q206、第一电阻R220、第二电阻R221、第三电阻R218、第四电阻R222、第一电容C11、第一二极管D13；

所述接收模块包括：第二光耦U4、第五电阻R233、第六电阻R234、稳压二极管D17；

所述整流电路包括整流桥；

所述第一光耦U5的第一端口连接电源电压VCC_MCU，第二端口通过第三电阻R218连接输入电平DALI_TX，第三端口连接第一电阻R220的第一端，第四端口分别连接第一电容C11的正极、第一二极管D13的负极；

所述第一电阻R220的第二端分别连接第二电阻R221的第一端、第一三极管Q206的基极，第二电阻R221的第二端连接第一电容C11的负极、第一三极管Q206的发射极、稳压二极管D17的正极；第一三极管Q206的集电极连接第四电阻R222的第一端；第四电阻R222的第二段分别连接第一二极管D13的正极、第五电阻R233的第二端、整流桥D9的第三端口；

所述第二光耦U4的第一端口连接第五电阻R233的第一端，第二端口连接稳压二极管D17的负极，第三端口接第六电阻R234的第一端，同时接DALI_RX，第四端口接VCC_MCU；第六电阻R234的第二端口接地；电平变换过程包括：输入电平DALI_TX的电平变化范围0-3.3V，当DALI_TX低电平的时候，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为0V，满足DALI电气标准对低电平-4.5V～4.5V的要求；当DALI_TX高电平的时，配合第一光偶U5的发送模块接入DALI总线，使DALI总线的输出变换为16.8V，满足DALI电气标准对高电平9.5V～22.5V的要求，第一电阻R220和第一三极管Q206来确保DALI总线上的功耗电流不超过250MA，同时第一三极管Q206的参数选择要求DC增益大于100db，同时通过散热单元为第一三极管Q206散热；

所述接收模块在总线低电平时触发DALI_RX低电平，总线高电平时触发DALI_RX高电平，稳压二极管D17保证总线在未达到标准要求的最小高电平电压时保证第二光耦U4不被驱动。

8.根据权利要求2所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述无线通讯模块为蓝牙芯片模块，蓝牙芯片模块集成无线收发模块和三个串口接口，使用其第一个串口接口与第一ZigBee芯片模块连接；

所述第一ZigBee芯片模块集成一个串口接口，使用其和蓝牙芯片模块的第一串口直接相连进行通信；

所述第二ZigBee芯片模块集成通用输入输出GPIO接口，使用该接口模拟I2C总线；

所述路灯控制器集成通用输入输出GPIO接口，使用其模拟I2C总线与第二ZigBee芯片模块进行数据通信。

9.根据权利要求8所述的路灯控制系统，其特征在于：

使用移动终端上开发的APP软件，通过蓝牙信号把数据发送给所述蓝牙芯片模块；

所述蓝牙芯片模块接收数据后通过自身的第一串口接口把数据发送给所述ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器通过自身集成的无线透传模块发送给ZigBee终端集成的无线模块；

如果ZigBee终端收到透传的数据通过自身集成的I2C总线发送给路灯控制器，当路灯控制器收到数据后并做出响应，使用同样的方法把数据回传给移动终端，从而实现移动终端到ZigBee终端的数据交互。

10.根据权利要求2所述的路灯控制系统，其特征在于：

所述移动终端包括ZigBee终端搜索模块；

在ZigBee协调器打开后，如果有ZigBee终端加入到ZigBee协调器中，ZigBee终端自动把自身的网络短地址上报给ZigBee协调器；并且ZigBee协调器把获取到的ZigBee终端的网络短地址进行保存；

ZigBee终端搜索模块用以发送搜索指令，当移动终端发送搜索指令时，ZigBee协调器根据保存的ZigBee终端网络短地址进行一一获取ZigBee终端的设备信息，以及查看是否ZigBee终端是否离网；

ZigBee协调器通过保存的ZigBee终端网络短地址去获取各个ZigBee终端的设备信息；ZigBee协调器每发送一次获取ZigBee终端的设备信息，会自动清空保存的ZigBee终端网络短地址；当ZigBee终端收到ZigBee协调器发送的请求时，ZigBee终端会把自身的网络信息传给ZigBee协调器，ZigBee协调器收到后会保存ZigBee终端的网络信息，包括ZigBee终端的网络短地址；这样当ZigBee终端掉线时，其网络短地址就不会保存在ZigBee协调器中；

当ZigBee协调器获取到ZigBee终端的网络信息时，会进行入栈操作并保存在ZigBee协调器中，ZigBee协调器每隔600ms向移动终端发送搜索到的ZigBee终端信息，确保数据传输的稳定性；

ZigBee协调器每次向ZigBee终端发送请求信息，都会自动把保存的ZigBee终端网络地址清除，直到ZigBee终端收到发送的请求信息并作出相应，ZigBee协调器并再次保存ZigBee终端的网络地址，以至于ZigBee终端设备掉线，ZigBee协调器会同步清除保存的ZigBee终端网络短地址。