【正文】 敏感，在檢測信號的高低電平間進行切換時容易導(dǎo)致誤判。方案二：本設(shè)計采用方案二，其在方案一的基礎(chǔ)上加入電壓比較器。如圖45所示。當電壓比較器的同相端輸入電壓大于反向端輸入電壓時，比較器輸出高電壓，反之則輸出低電壓。本方案中將觸發(fā)高點電平的門限電壓變?yōu)橛蒖2和R3共同控制的任意電平，從而擴大高電平區(qū)間，故在本設(shè)計中使用本方案。圖45 光敏檢測電路 該支路的控制電路是由CC2430的處理器直接控制繼電器來實現(xiàn)的，每一個路燈都是用一個單獨的繼電器來控制，容易實現(xiàn)且操作簡單。當光敏電路檢測光線明暗時會向CC2430輸入一個檢測信號，然后CC2430輸出一個控制信號決定NPN型三極管B極和E極間的電壓，控制三極管是否導(dǎo)通，從而控制繼電器的斷開與閉合，達到控制路燈開關(guān)的目的[15]。電路圖如圖46所示。圖46 支路控制電路 工作電流檢測電路采用光敏電阻對路燈是否正常工作進行檢測很容易實現(xiàn)，但是由于光敏電阻對光線強弱的反應(yīng)很靈敏，很難準確控制，無法對路燈的工作狀態(tài)進行較為準確的檢測。所以在本設(shè)計中為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性，在LED路燈的驅(qū)動電路中串聯(lián)一個采樣電阻。因為采樣電阻是對路燈工作電流進行檢測，故采樣電阻不能太大，否則影響LED路燈的工作狀態(tài)，本電路中使用的采樣電阻為1歐姆，所以采樣信號要遠小于CC2430所能檢測到的高電平信號，所以在檢測信號后加入一級電壓信號放大器，放大倍數(shù)約為15倍[16]。當取樣電壓為0時，認為電路發(fā)生短路故障，當采樣電壓超過某個值時，認為工作電路過電流故障。本設(shè)計中放大電路采用OP07芯片，該芯片是一款低噪聲的雙極性運放集成電路，OP07擁有較低的輸入失調(diào)電壓，所以在很多場合不需要額外的調(diào)零措施。電路圖如圖47所示。圖47 故障檢測電路 協(xié)調(diào)器硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn)無線路燈監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器需要顯示當前網(wǎng)絡(luò)的各種工作狀態(tài)，且要講接受到的各種數(shù)據(jù)打包后上傳至監(jiān)控中心，所以網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器由CC24串口通信組成[6]。電路框圖如圖48所示。RFP RFNTXDCC2430RXD天線部分 TXDMAX232 RXD圖48 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器框圖 MAX232串口通信電路設(shè)計如圖412所示，為異步串行通信TTL電平與RS232電平相互轉(zhuǎn)換的電路，MAX232是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設(shè)計的一種單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，該芯片有兩路數(shù)據(jù)通道，本設(shè)計只使用了期中的一個數(shù)據(jù)通道，標準九針串口連接和CC2430的連接如圖所示。圖49 串口通信電路5 路燈監(jiān)控系統(tǒng)的軟件流程圖設(shè)計軟件部分主要是道路照明系統(tǒng)的監(jiān)控部分的應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層。應(yīng)用層的程序由路燈控制、故障檢測等幾部分組成。無線通信系統(tǒng)中最重要的功能是收發(fā)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層中有協(xié)議棧的路由設(shè)置以及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)置[17]。物理層中則主要配置程序需要設(shè)置的PANID和信道，只有設(shè)置好這些參數(shù)系統(tǒng)才能正常通信，并與其他Zigbee網(wǎng)絡(luò)區(qū)分開。5. 1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器流程圖設(shè)計在系統(tǒng)工作過程中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器作為整個系統(tǒng)的中心控制平臺，其任務(wù)是首先建立新網(wǎng)絡(luò)，完成組網(wǎng)的工作，接收各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，并發(fā)送相應(yīng)的控制信號[18]。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的軟件流程圖如圖所示，在協(xié)調(diào)器上，系統(tǒng)上電后首先對CC2430芯片進行初始化，然后程序?qū)f(xié)議棧初始化并打開中斷[19]。協(xié)調(diào)器首先建立一個無線通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中有無請求信號加入該網(wǎng)絡(luò)并顯示網(wǎng)絡(luò)地址，若網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點請求加入，則給其分配網(wǎng)絡(luò)地址，如果沒有則檢查是否有控制命令下達，然后將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)至指定節(jié)點。如圖51所示。初始化建立一個新的網(wǎng)絡(luò)顯示網(wǎng)絡(luò)地址進入無線監(jiān)控狀態(tài)有節(jié)點申請加入網(wǎng)絡(luò)給該節(jié)點分配網(wǎng)絡(luò)地址Y檢查有無命令下達將命令發(fā)送至終端并在PC機上顯示路燈實時信息NY圖51 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器程序設(shè)計流程圖 路由器程序流程圖設(shè)計 對于本系統(tǒng)的路由器節(jié)點，程序首先對底層硬件進行初始化，給外圍電路上電，初始化協(xié)議棧，然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送請求入網(wǎng)的信號，待協(xié)調(diào)器接收信號并響應(yīng)后，給該路由器分配網(wǎng)絡(luò)地址[20]。如果成功加入網(wǎng)絡(luò)，則可以得到本網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址、路由器節(jié)點的物理地址和加入的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器或者前面路由器的物理地址的信息[21]。如圖52所示。初始化加入網(wǎng)絡(luò)根據(jù)光線明暗開關(guān)路燈進入監(jiān)控狀態(tài)判斷收到的信號根據(jù)控制信號控制路燈的開光，并發(fā)送至下一個節(jié)點給該節(jié)點分配網(wǎng)絡(luò)地址圖52 路由器程序設(shè)計流程圖 終端節(jié)點流程圖設(shè)計在終端節(jié)點上，程序首先也要對底層硬件進行初始化，打開監(jiān)測模塊電源，然后對協(xié)議棧初始化，并開始向路由器或者協(xié)調(diào)器發(fā)送請求入網(wǎng)的信號，等待附近節(jié)點的響應(yīng)[22]。如果響應(yīng)成功并加入網(wǎng)絡(luò)，則可以得到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址和物理地址，以及路由節(jié)點的物理地址等。 初始化發(fā)送請求加入網(wǎng)絡(luò)的信號是否成功加入網(wǎng)絡(luò)進入監(jiān)控狀態(tài)如果收到控制信號則進行相應(yīng)處理根據(jù)光線自動控制路燈開關(guān)NY圖53 終端節(jié)點軟件流程圖6 結(jié)論與展望 總結(jié)本論文設(shè)計出基于zigbee網(wǎng)絡(luò)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)，旨在能夠?qū)崟r監(jiān)測路燈狀態(tài)信息，有效開關(guān)路燈，較少能源浪費，優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)等功能。通過查閱大量文獻資料，本文初步完成了基于Zigbee技術(shù)的LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。歸納起來，本設(shè)計主要通過以下幾個方面的工作來完成整個系統(tǒng)設(shè)計的，并最終實現(xiàn)使用Zigbee技術(shù)監(jiān)控路燈。（1） 查閱大量資料分析目前路燈控制技術(shù)的發(fā)展狀況以及國內(nèi)外的研究情況，對路燈控制領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)做出分析和展望，進而確定本設(shè)計所使用的技術(shù)方案。（2） 基于本設(shè)計采用Zigbee技術(shù)，詳細描述了Zigbee技術(shù)協(xié)議棧、拓撲結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點以及應(yīng)用領(lǐng)域等。最后和LED技術(shù)相結(jié)合，探討本設(shè)計對目前路燈控制系統(tǒng)具有的優(yōu)越性。熟悉CC2430的相關(guān)應(yīng)用，完成后續(xù)設(shè)計。（3） 詳細分析系統(tǒng)的應(yīng)用需求，包括本設(shè)計所采用的硬件模塊，軟件設(shè)計流程以及系統(tǒng)功能等。在此技術(shù)上制定系統(tǒng)的設(shè)計方案，同時考慮到路燈的多樣化控制策略等。在硬件電路部分，首先完成各個檢測以及控制模塊的設(shè)計并單獨調(diào)試各個電路模塊的功能，包括直流穩(wěn)壓電源、光敏檢測電路、LED路燈能否正常工作地洞檢測電路等。其次，主要是完成系統(tǒng)軟件流程圖的設(shè)計，并對整個系統(tǒng)的工作過程用流程圖描述出來。 展望 Zigbee技術(shù)是一種全新的無線通信技術(shù)，主要解決低功耗、低速率等通信問題。Zigbee技術(shù)在實際應(yīng)用中所顯現(xiàn)出來的問題還有待進一步解決。本設(shè)計在路燈監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，也有一些問題需要改善與解決。（1）網(wǎng)絡(luò)級數(shù)的限制。目前采用Zigbee技術(shù)的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其消息轉(zhuǎn)發(fā)級數(shù)只有20級左右，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)容量，需要對Zigbee協(xié)議棧進一步研究。（2）Zigbee系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量。Zigbee的網(wǎng)絡(luò)容量極大的制約了該技術(shù)的發(fā)展，目前實際應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)容量與理論上的65536個節(jié)點相差很大。目前網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議對消息轉(zhuǎn)發(fā)的級數(shù)存在著限制，無法達到理論值，日后應(yīng)在技術(shù)上尋找新的突破口。（3）系統(tǒng)的配套設(shè)施。由于本系統(tǒng)注重的是功能的完善，所以在信息服務(wù)平臺以及手持檢測設(shè)備等方面存在嚴重欠缺，這是本系統(tǒng)明顯的不足，希望日后可以得到改善。（4）可以利用新的一款芯片CC2431中的定位功能，設(shè)計添加替他輔助功能，如求助、報警燈功能。致謝 時光流逝，不知不覺之間，四年的大學(xué)時光即將結(jié)束。在這即將離別的時刻，向幫助過我的老師、朋友、同學(xué)、家人表示最衷心的感謝。感謝我的導(dǎo)師在本論文完成過程中給予我許多關(guān)心和指導(dǎo)，使我得以順利完成畢業(yè)論文。本文從選題到完成的整個過程，得到指導(dǎo)老師xxx的悉心指導(dǎo)。xxx老師淵博的學(xué)識，謙虛、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、靈活的思維方式、認真的工作作風和對學(xué)生的關(guān)心都令我佩服不已，諄諄教誨使我受益匪淺，這必將在今后的學(xué)習和工作中給我鼓勵和鞭策，為以后步入社會、適應(yīng)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在此，本人由衷的表示的感謝！感謝父母對我的支持和教誨，我的任何一部都離不開你們的支持和幫助。感謝所有幫助和關(guān)心我的老師、同學(xué)和朋友，你們的支持和鼓勵，是我努力向上的力量源泉。參考文獻[1] 李文仲，[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2007.[2] [D].浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.[3] 金純，羅祖秋，[M]. 國防工業(yè)出版社,2008.[4] [D].杭州電子可以大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.[5] [D].河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.[6] [D].蘇州大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.[7] Lin Jianyi,Jin Xiulong,Mao Monitoring System of Street Lanmps Based on ,2009.[8] 李旭亮，+GPRS只能控制的LED路燈綠色照明低碳經(jīng)濟新技術(shù)[J].照明工程學(xué)報，2010.[9] [M]. 機械工業(yè)出版社,2011.[10] Data Sheet,2007.[11] 馬永強，李靜強，[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2006(3):4547.[12] Data .[13] 詹杰，吳伶錫，[J].電力電子技術(shù)，2007（10）：2526.[14] [D].中山大學(xué) 碩士學(xué)位論文.[15] Chunling Fan,Yuan Application of a Zigbee Based Wireless Sensor Network in the LED Street Lamp Control ,2011.[16] 錢海月，王海浩，[J].寧夏工程技術(shù)，2011:2024.[17] 康雪娟，[J].節(jié)能減排技 術(shù),2010:204207.[18] 王東東，[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2009(1):8485.[19] 林方鍵，[J].控制工程，2009 （3）：324326,330.[20] Adeel ,Arbab Wahbab Ahmeed Ahmad,Hee Kwon Yang and Chankill Based Energy Efficient Outdoor Lighting Control ,2012.[21] [J].電子技術(shù)，2007（11）：150151.[22] 宋紹劍，[J].照明 工程學(xué)報，2011（4）：2631.附錄路燈監(jiān)控系統(tǒng)電路原理圖