GPRS與ZigBee的城市照明系統網關設計

摘要：給出了基于ZigBee的城市照明監控系統網關節點的軟硬件設計方案。網關節點以Freescale公司生產的MCF52223為主控芯片，配以宏電的H7710為GPRS網絡數據出口，Freescale公司的MC13213為ZigBee無線收發模塊。測試結果表明：該網關節點工作穩定，能滿足低功耗及實時性要求。
關鍵詞：ZigBee；城市照明監控系統；網關；MCF52223

引言
路燈和景觀燈是城市夜晚一道亮麗的風景線，也是城市中必需的公用照明設施。城市照明監控系統是一種監測與控制的集成系統。一套高效的城市照明監控系統可以節省大量的人力物力。但目前，我國城市照明監控技術還比較落后，存在很多問題。主要表現在目前的城市照明燈光大多采用分散手控和時控的方式，即在路燈配電箱中安裝定時器，按預定的時間自行開／關燈，當季節變化時需要人工干預來調整開關時間；而有些景觀燈開關通常是人工手動控制方法，即根據開關燈時間表由值班人員手動進行開、關燈操作。現行的城市照明監控系統既不能及時調整開／關燈的時間，又無法及時反映照明設施的運行情況，并且故障率高、維修困難。
基于ZigBee的城市照明監控系統可以很好地解決這些問題，它采用了GPRS和ZigBee技術，不但可以采用電感降功率和電子整流器無級變功率等方法來節省路燈的用電量，還可以實時檢測并控制照明設施狀態。本文主要闡述照明監控系統中網關節點的軟硬件設計方案。

1 照明監控系統架構
基于ZigBee技術的城市照明監控系統采用“監控中心-網關節點-單燈測控節點”的三層結構，通過GPRS的技術將監控中心的城市照明控制系統軟件和網關節點聯系起來，而網關節點又通過ZigBee路燈網絡將路燈的數據信息發送到相關的路燈節點。城市照明監控系統的架構如圖1所示。

圖1中的路燈節點1至N通過網絡協議實現了路燈通信的網絡結構，每個網關節點作為該條道路的主控節點。通過GPRS通信技術和ZigBee技術的結合，可以將路燈的狀態信息發送到中心服務器，并存入數據庫中。監控中心通過對服務器的數據庫進行操作就可以實現對路燈狀態的監測和控制。