ZigBee在旅游景區照明監控系統中的應用

摘要：為了提高旅游景區照明監控的可靠性和高效性，采用ZigBee技術與GPRS技術相結合的方法，構建了旅游景區照明監控系統實現方案。通過組網測試實驗，驗證了ZigBee網絡可靠的數據傳輸性及自配置等特性。
關鍵詞：ZigBee；景區照明；GPRS；協調器

0 引言
隨著生活水平的提高以及城市生活壓力的增大，旅游已經成為人們放松的一種主流方式，回歸大自然正是時下旅游的一大趨勢，景區夜景的建設也逐漸成為吸引游客的一大砝碼。景區夜間照明不僅要保證游客夜間通行安全，而且還要使景區照明成為一道靚麗的風景線。目前大多景區照明多采用布線控制整個景區照明系統，這給施工和維護帶來了巨大的難度，特別是一些地形復雜，地道險峻的自然風景區，維護起來需要耗費大量的人力物力。
ZigBee由于具有省電、可靠、成本低、延時短、網絡存儲大、安全、自配置等特點，從而非常適合于分散的多節點、可靠性高、低數據流量的通訊系統。將ZigBee與GPRS通信技術結合，應用于景區照明監控系統中，解決了系統布線難和耗材高等問題。監管部門可通過軟件設置絢麗、省電等多種復雜的變換模式，既能亮出景區的魅力又可在特定時段達到節約能源的目的。通過單盞燈的電壓等信息可以定位發生故障的燈具，省去了巡燈工作，提高了維護管理效率。而且ZigBee還具有組網方式靈活、可擴展性強等特點，方便景區擴建開發等。

1 景觀照明監控系統總體實現方案
本文通過采用ZigIlee技術和GPRS技術搭建了一個無線傳感器網絡，系統總體結構如圖1所示，主要由單燈控制器、協調器和上位機三部分組成。照明監控系統由上位機為起點發出命令，通過GPRS網絡傳輸給協調器，再由協調器分析處理接收到的數據并轉發給整個ZigBee網絡中的每一個網絡節點(單燈控制器)，網絡節點接收處理數據之后對燈具作出響應的控制操作，這種由監控主機發起的數據流稱之為下行數據。相反，ZigBee網絡可以定期向協調器進行反饋信息，再由協調器反饋給監控中心，從而作出相應的措施，此數據流則稱之為上行數據，整個操作流程的實現便可以達到監控中心對整個照明系統遠程監控的目的。

1．1 協調器硬件設計
考慮到成本，控制能力，可移植性以及可靠性等方面的因素，該系統協調器硬件設計采用雙MCU結構，其硬件體系結構如圖2所示。MCUA作為協調器節點的核心處理器，主要負責接收、處理和轉發來自MCUB和GPRS模塊的信息；MCUB作為協調器節點，負責匯集整個ZigBee網絡其他節點的信息轉發給MCUA，或轉播來自MCUA的命令給ZigBee網絡；GPRS模塊則負責MCUA與監控中心之間的無線傳輸，從而實現監控中心對網絡的無線監控，三個模塊之間采用串口進行通信。

其中，MCUA采用了TI公司的低功耗微處理器MSP430F149，它是一款16位單片機，具有正常工作模式(AM)和5種低功耗模式(LPM0～LPM4)，可以方便地在各種模式之間進行切換，該單片機擁有2個串口(USART0，USART1)，能滿足協調器硬件設計對串口數量的需求。