浅议基于ZigBee+GPRS智能制约LED路灯绿色照明低碳经济新技术

论文导读：
摘要：随着社会的不断发展和进步，人们对生活质量的要求越来越高，环保观念也日益深入人心LED绿色照明技术成为了未来绿色照明的发展方向。该文对基于ZigBee和GPRS智能制约的LED路灯绿色照明低碳经济新技术进行了简单的探讨。
关键词：ZigBee技术；GPRS技术；智能制约；无线监控系统；LED路灯
1009-3044（2013）35-8166-02
随着城市化进程的加快，城市中的道路管理面对着巨大的压力，道路管理是一项复杂的系统工作。道路管理工作中的重点工作之一是对路灯系统的管理，传统的监控方式只有通过利用人工方式对各道路进行巡逻，以此来检查路灯的运转状况，这样在无形之中增加了大量的成本。而且当路灯发生故障时，很难及时处理，必须要等巡查人员发现理由之后才会进行处理，这为城市交通带来了一定的安全隐患。另外，随着“低碳经济”理论的提出，人们越来越重视环保理由，传统的路灯系统的能耗较高，这已经不符合“低碳经济”的标准，因此，需要重新设计路灯系统。基于ZigBee和GPRS通信技术的LED基于ZigBee+GPRS智能制约的LED路灯绿色照明低碳经济新技术由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.路灯远程无线监控系统应运而生，它具有高度的自动化、高效节能、管理方便，这对建设生态文明城市具有重要作用。
1 相关概念

1.1 低碳经济

低碳经济是指在可持续发展理念的指导下，通过对技术进行改革创新、对生产制度的创新以及对新能源的研究开发等多种手段，尽可能的降低煤炭石油等多种高能源消耗、降低CO2气体的排放，使社会处于发展与生态保护双赢的一种经济发展形式。发展低碳经济，需要积极承担保护环境的责任，完成国家节能减排相关指标中的要求，同时还需要对经济的结构进行一定的调整，提高对现有能源的利用率，努力建设生态文明。

1.2 低碳经济与LED照明

在传统的高能耗发展模式广受诟病的今天，全球各地的政府部门根据低碳经济的相关要求，逐步推出对绿色照明产业的扶持性产业政策，LED照明技术即是指发光二极管照明，它是第四代照明光源，也是绿色光源，它在未来具有非常广阔的发展前景。
2 通信方式的选择
在远程监控系统中，主要利用G短消息通讯、GPRS分组以及ZigBee无线组网等技术实现通信。线面分别对这三种通信技术的优点和弊端进行了简单的介绍。
在远程监控系统中主要利用G短消息通讯、GPRS分组无线业务及ZigBee无线组网通信技术等无线通讯方式。下面分别对各自的优缺点进行了简单的介绍。

2.1 G短消息通讯

G短消息通讯技术是一种使用范围较广的无线通讯技术，其具有传输快、质量高、成本低等特点，但在利用该技术进行数据传输时会存在一定的网络延迟，尤其在短信息使用高峰期，其延迟情况特别严重。另外，在进行大量数据的传输时，其优势也荡然无存。

2.2 GPRS分组无线业务

GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的简称，它是G中的一种数据通信方式。GPRS不同于传统的连续传输方式，其主要适用于间断的、突发性或者频繁的少量数据传输。由于利用该技术使需要在每盏路灯上都绑定一个GPRS模块，且城市路灯系统通常规模较大，这会在无形中增加整个无线通信系统的成本，这违背了“低碳经济”的原则。另外，由于GPRS在进行数据传输时通常需要数十秒的时间进行连接，这对监控数据的实时性产生了较大的影响。

2.3 ZigBee无线组网通信技术

ZigBee无线组网通信技术是一种低功耗近距离通信的新兴技术，在利用该技术进行通信的过程中，由于采用组网方式，不会收到外部频率的干扰，同时该技术所使用的频带在未授权的情况下能够直接使用，因此非常方便。
通过对上述技术的分析，可以将ZigBee技术及GPRS技术相结合，通过两种技术之间互相弥补缺陷能够实现一种高效、快速、低成本的路灯监控系统。
3 系统简介
LED路灯无线监控系统主要包括无线终端、路灯制约器及监控中心软件三大部分组成，具体结构如下图：

3.1 无线终端

该系统中的无线终端主要由ZigBee无线组网通信模块、增益天线以及电路制约系统组成。它主要负责监控系统中制约功能的实现，同时负责对信号的采集。通过该技术实现的网络，无线终端可以执行制约系统所发出的指令并实现与制约系统之间的数据交换以达到通过指令对路灯进行制约的要求。

3.2 路灯制约器

路灯制约器是由单片机、无线通信模块以及天线等构件所组成的，该制约器以UC/OS操作系统为基础进行搭建，这能充分保证系统的安全稳定运转。无线通信模块中的ZigBee模块主要负责与无线终端进行数据交换，并将所收集的数据发送到单片机，然后由单片机对数据进行处理，并通过LCD显示屏显示出来，实现人机交互，以此来实现对路灯的制约和检测。GPRS模块主要负责制约器与监控中心的数据交换。可以提前利用路灯制约器设置好数据接受的时间周期，以及数据上报的时间周期。当路灯出现突发故障时，路灯制约器应将故障信息实施发送给监控中心，以此保证路灯故障的及时排除。

3.3 监控中心软件

1）监控中心利用GPRS模块实现与道路路灯制约器之间的数据交换，并对路灯制约器发送命令，同时对路灯制约器所发送的数据进行收集分析处理。
2）监控中心软件能够根据地理位置计算出每天的日出日落时间，这样能够实现对路灯开着的自动制约以及亮度调节。
3）监控中心软件通过建立相关数据库，能够对每盏路灯的完整信心进行储存，通过对这些信息的统计和分析，能够实现对路灯的更好制约。
4）监控中心软件能够通过对检测制约数据的分析自动生成曲线报表，这样能对每盏路灯的状态变化进行有效的统计。
5）监控中心软件能够实现自动报警功能，当路灯出现突发故障，而有没有工作人员发现的情况下，监控中心能共通过报警的方式来提醒监控中心工作人员。保证故障能够得到及时有效的处理。

3.4 运转实效分析

论文导读：
　1）从系统运转之后的情况来看，通过对安装该系统的路灯和未安装该系统的路灯的用电量情况进行统计分析，可以看出这其中的巨大差距。以某地区一主干道中的500盏LED路灯为例，我们分别对两种情况下的用电量进行统计，在路灯未安装制约系统之前每天用电量为1380度，在安装制约系统之后每天用电量为966度；电费按照每度1.2元计算；人工费用2000元/月，共2人；折旧费8000元/月，具体数据如下表：
从上表可以看出，已安装制约系统的路灯每年可节约费用362.6元，而制约系统的建设成本为每盏路灯150元左右，这样通过半年左右的时间就能收回建设成本，通过长期的使用，便能达到大量节约投入的效果。
4 结论
本文对基于ZigBee和GPRS的LED路灯远程无线监控系统进行了一定的探讨并通过对实际使用数据的统计分析，可以看出安装该系统的路灯成本更低、实用性更强、管理方便，能够有效解决城市照明所带来的高能耗理由以及难以维护的理由。通过全面建立LED路灯远程无线监控系统能够推动“低碳经济”理论的快速发展，是城市照明系统未来一段时间内的主要发展方向，它是实现社会可持续发展的重要组成部分。
参考文献：
[1] 李铁楠.C45—2006城市道路照明设计标准[S].发布，2007.
[2] 于海斌.智能无线传感器网络系统IM].北京：科学出版社，2006.
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