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基于ZigBee+GPRS物联网技术的LED智能照明管理系统的研究 　　摘要：针对LED智能照明管理的业务流程、ZigBee+GPRS网络拓扑结构、网关节点的软硬件配置、ZigBee+GPRS物联网技术的优势，提出了ZigBee+GPRS物联网技术在LED智能照明管理平台上的运用，以实现广覆盖性、高效性、精确性、高可靠性、节约性和智能性的LED智能照明控制需求。 　　关键词：智能照明；物联网 　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）28-0225-03 　　1 前言 　　LED进入城市照明领域，实现了城市照明第一次节能。不仅如此，由于城市照明路灯数量众多，如果能应用无线传感等物联网技术与智能控制技术，通过实时感知天气、室外光线亮度和交通流量的变化，借助电子通讯技术和计算机技术，实现城市照明系统自动监测、控制路灯的运行状况，及时发现故障路灯，以便及时维修，在满足适时照明需求的同时达到二次节能与降低维护成本的目的。 　　2 现状 　　传统的群控、组控等传统路灯控制模式与有线的现场总线技术因施工布线复杂、可靠性差、不经济等问题已经逐步被无线智能控制技术所取代。目前的无线智能控制中，因Zigbee在网络容量十分巨大、低功耗、工作在2.4G免费频段、网络自愈功能、技术成本低等方面的优势被广泛使用。但作为新兴的无线通信技术，ZigBee也存在着一些缺点，如网络深度、网络容量等。从理论上说，ZigBee技术网络容量能达到65536个，但现有的技术水平只能做到几百个。在网络深度方面，目前的技术水平也只能达到二十左右，这些给道路照明智能控制带来了许多麻烦，因此，上层必须结合应用GPRS技术，扩展城市路灯监控范围。 　　公司于2014年下半年开始《基于物联网技术的LED智能照明管理平台》的研发，在综合应用Zigbee和GPRS等无线通讯技术基础上，提出了建设二层通讯网络的网络结构：网关节点到监控中心节点之间为主干网，采用GPRS连接；智能化单灯终端节点到网关节点之间为二级子网，采用Zigbee传感网络。经过近两年的研发与实地测试，已经显示出技术的优越性。结合《基于物联网技术的LED智能照明管理平台》项目的实施，现就ZigBee+GPRS物联网技术在LED智能照明管理上的运用做一浅析探讨。 　　3 LED智能照明管理的业务流程 　　LED智能照明管理业务流程如下图1所示： 　　LED智能照明管理的业务流程如上图所示。 　　服务场景：公路＼广场＼园林是社会化路灯应用的几个场景，在相应的场景中我们应以不同的情景模式来控制路灯，达到快速配置节能的目的。 　　遥控：按时间曲线和光照度由监控中心计算机统一自动控制各照明节点路灯和亮化灯的开/关，并能实现手动单节点、分组开关灯等功能。 　　遥测：自动巡测为2秒钟的时间周期，随机手动检测路灯的电压、电流等工作参数，最多可检测3×8个交流信号。 　　遥信：获取路灯的状态和控制开关状态。 　　遥调：实现与配电柜和单灯的调压、节能设备对接。 　　分组功能：节点任意分组，分别采用时控/光控、工作日/节假日/重大节日灯的多套控制方案。 　　故障告警：采用声光、语音和短信多种形式报警，告警项目可配置。 　　GPS授时功能：采用卫星GPS系统，确保监控中心、灯光节点控制器、单灯控制器时间精准。 　　自主运行能力：照明节点控制器和单灯控制器具有自运行能力，确保无线通信不畅时正常开/关灯。 　　要实现上述LED智能照明管理的遥感、遥测、遥信、遥调、分组多模式功能切换、预警和自主运行等功能，就必须解决监控中心到路灯终端的信号长距离无失真传输与近距离高效、精确、高可靠性的通信问题。 　　4 ZigBee+GPRS的网络拓扑 　　ZigBee+GPRS物联网技术的网络拓扑图如下： 　　局域网：以类似公路局，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。局域网可以实现统操作、系文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。智能路灯管理软件的WEB服务器与工作人员一般都处于同一个局域网中。 　　以太网：工作人员的网络主是以一个以太网的方式存在。 　　英特网：英特网主要是外围有权限的操作员（外线维修员）及连接智能硬件GPRS网络。 　　GPRS网：通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递，以达到无线控制路灯集中控制器的目的。 　　ZigBee区域网：ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。他有效节省大规模部署路