基于PLC、GPRS以及ZigBee的路灯无线控制系统设计.pdfVIP

基于PLC、GPRS 以及ZigBee 的路灯无线控制系统设计 来源：大比特商务网 摘要：提高电能效率迫在屠睫。而随着城市路网建设的不断发展，路灯数量 增多，使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。采用先进技术节约 能源以及提高路灯自动化控制与管理水平，已成为城市照明系统建设的当务之 急。 关 键 字 ： 路 灯 自 动 化 控 制 与 管 理 , 城 市 照 明 系 统 , 开 关 灯 统,ZigBee,GPRS,PLC 随着我国经济建设的发展，能源的开发和利用也显得日益紧张起来。3月份以 来，我国多地出现淡季 “电荒”现象，而电能利用效率低下是导致 “电荒”的重 要原因之一，在这种情况下，提高电能效率迫在屠睫。而随着城市路网建设的不 断发展，路灯数量增多，使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。 采用先进技术节约能源以及提高路灯自动化控制与管理水平，已成为城市照明系 统建设的当务之急。 1路灯照明管理现状 1)照明设施开关灯统一性差，智能化水平低，不具备远程修改开关灯时间， 不能根据实际情况修改开关灯时间，能源浪费大，增加了财政负担 ; 2)路灯设备分散，管理人员少，管理困难，不能实时、准确、全面地监控设 备运行状况，缺乏灵活的控制手段 ; 3)人工巡检工作量大，效率低，成本高，浪费人力、物力、财力，缺乏有效 的故障预警机制。 2ZigBee 简介 ZigBee 是一种新兴的短距离、低复杂度、低耗功、低传输速率、低成本的双 向无线组网通讯技术。它是一种介于 RFID(RadioFrequencyIdentification，无 线射频识别)和蓝牙之间的技术。 3GPRS 简介 GPRS 通用分组无线业务是一种新的承载业务，提供了一种高效、低成本的无 线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的数据传输。GRPS 永远 在线，接入速度快，用户可随时与无线网络保持连接，可使远程数据采集的效率 大幅提高。 1 4PLC 简介 PLC 即可编程控制器，是一种带有指令存储器，数字或模拟输入/输出接口， 能够完成逻辑，顺序、定时、等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单 等特点。 5系统工作原理 运用组态软件作为上位机的控制平台，通过 GPRS 与现场控制器 PLC 通讯。监 控中心软件通过 GPRS 网络向各个现场控制器发送动作指令，使现场控制器完成 各种配置和数据采集工作，并对现场控制器发送上来的数据进行分析和处理。现 场控制器通过 ZigBee 无线通讯设备接收单灯控制器所发送来的信号，进行分析 处理并通过 GPRS 通讯系统向监控中心发送信息，以此来实现对路灯的远程无线 控制，如图1所示。 6系统组成 系统由3部分组成：现场控制器、单灯控制器、监控中心。 6.1现场控制器 由 PLC 独立控制模块、GPRS 通信模块、ZigBee 无线通信模块等组成，完成数 据采集、控制输出、数据通信、故障报警等功能。现场控制器通过 GPRS 与照明 2 管理监控中心服务器相连，通过 ZigBee 无线通信模块与单灯控制器相连，以此 实现实时通信，如图2所示。 图2现场控制器的组成 6.2单灯控制器 每盏路灯都装有单灯控制器，由 ZigBee 无线通信模块、完成电量采集和模块 遥信功能的单片机模块组成。ZigBee 无线模块具有网状拓扑结构，这样 ZigBee 子网就有内置冗余保证，如果网络中有节点脱离网络，无法工作，节点数据将自 动路由到一个替换节点保证系统的可靠、稳定。单灯控制器是路灯监控系统中控 制功能的执行部分，控制路灯的状态并监测路灯运行的电流、电压、功率因素等， 将这些参数通过无线方式传送到现场控制器，同时接收来自现场控制器的所有控 制指令，从而实现远程控制功能，如图3所示。 图3单灯控制器的组成 6.3监控中心 监控中心由监控中心软件、GPRS 通信模块组成，对整个照明系统进行集中控