基于WSN的路燈單燈控制器研究.pdf

1、路燈作為城市的重要公共基礎設施之一，在城市的交通安全和人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用。早期的路燈一般是由手動控制，20世紀末路燈控制開始采用以單片機為核心的箱變控制器進行定時控制和光控。近年來，分布式監(jiān)控系統(tǒng)在城市路燈控制中逐步采用，提高了路燈控制的靈活性，對應對突發(fā)事件和天氣變化、發(fā)現路燈故障、提高路燈科學管理水平都起到積極作用。分布式監(jiān)控系統(tǒng)一般通過箱變RTU控制供電線路達到路燈控制的目的，無法對路燈的單燈運行狀況和控制進行有效管理

2、。本文針對路燈系統(tǒng)單燈監(jiān)控的需求，分析了路燈系統(tǒng)基于電力載波、ZigBee等技術的單燈監(jiān)控方法，提出了基于WSN技術的路燈單燈控制方案，并對單燈控制器節(jié)點進行了設計和研究。
　　論文首先介紹了WSN的特征和體系結構，重點分析了WSN的MAC協(xié)議和網絡層協(xié)議的研究成果。在分析WSN技術的基礎上，根據路燈單燈的工作狀態(tài)檢測、開關控制及無線數據傳輸的功能需求，進行單燈控制器硬件設計。以飛思卡爾的MC9S08AC16微控制器為核心，設計了

3、基于電流互感器的燈態(tài)檢測電路和基于繼電器路燈控制電路，為獲得繼電器開關反饋，設計了繼電器觸點位置檢測電路，采用無線數傳模塊產品設計單燈控制器的射頻單元，保證控制器節(jié)點通信的穩(wěn)定性和可靠性。
　　論文詳細分析了路燈單燈控制器節(jié)點的手工部署、能量不受限、多跳通信、分布規(guī)則、分簇結構等特征和控制器節(jié)點的星型、樹型網絡拓撲結構，設計了控制器節(jié)點的網絡層數據包格式，針對控制器節(jié)點的特征，設計了控制器節(jié)點的網絡層隨機延時轉發(fā)路由協(xié)議。建立了基

4、于OMNeT++仿真平臺和MiXiM模塊的仿真環(huán)境，對匯聚節(jié)點位于不同位置的三種控制器節(jié)點網絡拓撲結構的數據包傳播時間進行了仿真分析，對設計的隨機延時轉發(fā)路由協(xié)議與泛洪法路由協(xié)議的端到端時延進行了仿真比較，仿真結果表明，設計的隨機延時轉發(fā)協(xié)議數據包傳播時間小于泛洪法數據包的傳播時間。
　　建立了單燈控制器節(jié)點測試平臺，開發(fā)了單燈控制器的路燈狀態(tài)檢測、路燈開關控制、無線通信程序，通過測試平臺驗證單燈控制器節(jié)點的電流檢測、繼電器控制和