1。3 课题研究的目的和意义
智能路灯的研究可以解放人力,大大减少人工出力,国内大多数路灯管理采用人工巡视,而智能路灯管理则能实现无线管理。能够减少能源消耗,按时控制的方式在换季或者天气气候变化是不能及时有效的调整,会浪费很多不必要的电能,而智能控制则能根据光照强度及时开关,避免浪费资源。在学术上也能扩展Zigbee技术的应用范围,通过仿真,研究拓扑结构,模拟实验,证明研究的可行性。
1。4 论文主要工作及各章节安排
本论文主要工作是设计基于Zigbee的智能路灯系统。该系统可以根据光照强度实时控制路灯的熄灭,减轻人力以及资源的消耗。
首先对系统进行需求分析,确定系统的设计方案以及系统总体架构。画出电路原理图,并依据需求完成上位机软件编写。最后调试电路系统,测试各项功能指标完成情况。论文对智能路灯控制系统用到的关键技术:ZigBee无线传感器网络技术进行了详细的分析和研究。论文各章节安排如下:
第一章,简要介绍了课题的选题背景、国内外智能路灯控制系统的研究现状,阐述课题研究的目标和意义。
第二章对传感器的原理、组成以及相关特性进行了简要的说明。第三章设计了系统的整体框架。
第四章介绍了关键技术Zigbee技术,详细介绍了Zigbee的技术特点、网络拓扑结构以及接收到的数据格式。
第五章具体介绍了系统软件设计,上位机的设置,下位机的软件设计,介绍了用Labview语言设计的系统界面。
第六章是结论,对整个设计过程进行了总结。
2 传感器的相关介绍
2。1 传感器的定义
传感器是一种检测信息装置,可以把特定的被测量的信息,按一定规律转换成为电信号或其它某种可用信息输出,来满足传输、处理、存储、显示、记录和控制信息等要求[2]。
2。2 传感器的组成
传感器主要由敏感元件、转化元件以及基本转化电路组成。敏感元件在传感器中能感受被测量物的信息;转化元件能将敏感元件感受到的信息转化成用于传输的信号,一般为电信号;基本转化电路能将获得的电信号进行放大,运算。转换电路必要时需要辅助电源。组成结构如图2-1所示:
2。3 光照传感器
光照强度简称照度。通过光照射的表面亮度/照度为光通量的单位面积的定义。而光照传感器就是采用专业光接选元件,对于可见光频段光谱吸收后转换成电信号。根据电信号的大小对应光强的强度。此外,除可见光外,光滤波器不能到达光接收器,内部放大电路具有可调的放大器,可用于调制频谱接收范围,从而实现不同光强的测量。
2。3。1光照传感器介绍
光照传感器是一种感受光线强弱的传感器。当感应到光强度不同时,光敏探头内的电阻值就会有变化。
选用GL7516光敏电阻进行光照强度的检测。由半导体材料制成的光敏电阻,光照强度越高,导电率越高。利用该特性可以制成不同形状和受光面积的光敏电阻。GL7516就是其中的一种,光越强阻值越大。光敏电阻广泛应用于玩具、灯具、照相机等行业[3]。论文网
2。3。2光敏电阻特性
由图2-2可知:光的亮度越高即光照强度越高,光敏电阻阻值越小,通过的电流越大[4]。
图2-2 光敏电阻特性
3 系统设计方案
3。1 总设计框图
图3-1 整体设计框图
光敏电阻用来感应外界的光照强度,将光敏电阻与一定电阻值的电阻串接入电路,当外界光照强度发生变化时,引起光敏电阻值发生变化,总而影响定值电阻的分压情况,该电路的电压值被改变,再用AD转化芯片检测出电路中的电压变化情况,推测出光照强度的变化情况。