基于PLC和ZigBee的路燈無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，能源的開發(fā)和利用也顯得日益緊張起來。3月份以來，我國多地出現(xiàn)淡季“電荒”現(xiàn)象，而電能利用效率低下是 導(dǎo)致“電荒”的重要原因之一，在這種情況下，提高電能效率迫在屠睫。而隨著城市路網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，路燈數(shù)量增多，使得人們對(duì)電能節(jié)約以及路燈的管理要求也越來越高。采用先進(jìn)技術(shù)節(jié)約能源以及提高路燈自動(dòng)化控制與管理水平，已成為城市照明系統(tǒng)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

　　1 路燈照明管理現(xiàn)狀

　　1）照明設(shè)施開關(guān)燈統(tǒng)一性差，智能化水平低，不具備遠(yuǎn)程修改開關(guān)燈時(shí)間，不能根據(jù)實(shí)際情況修改開關(guān)燈時(shí)間，能源浪費(fèi)大，增加了財(cái)政負(fù)擔(dān)；

　　2）路燈設(shè)備分散，管理人員少，管理困難，不能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，缺乏靈活的控制手段；3）人工巡檢工作量大，效率低，成本高，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，缺乏有效的故障預(yù)警機(jī)制。

　　2 ZigBee簡介

　　ZigBee是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低耗功、低傳輸速率、低成本的雙向無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。它是一種介于RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻識(shí)別）和藍(lán)牙之間的技術(shù)。

　　3 GPRS簡介

　　GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)是一種新的承載業(yè)務(wù)，提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸。GRPS永遠(yuǎn)在線，接入速度快，用戶可隨時(shí)與無線網(wǎng)絡(luò)保持連接，可使遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的效率大幅提高。

　　4 PLC簡介

　　PLC即可編程控制器，是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，能夠完成邏輯，順序、定時(shí)、等功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。

　　5 系統(tǒng)工作原理

　　運(yùn)用組態(tài)軟件作為上位機(jī)的控制平臺(tái)，通過GPRS與現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC通訊。監(jiān)控中心軟件通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送動(dòng)作指令，使現(xiàn)場(chǎng)控制器完 成各種配置和數(shù)據(jù)采集工作，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理?，F(xiàn)場(chǎng)控制器通過ZigBee無線通訊設(shè)備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號(hào)，進(jìn)行分析處理并通過GPRS通訊系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)送信息，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的遠(yuǎn)程無線控制，如圖1所示。

　　6 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由3部分組成：現(xiàn)場(chǎng)控制器、單燈控制器、監(jiān)控中心。

　　6.1 現(xiàn)場(chǎng)控制器

　　由PLC獨(dú)立控制模塊、GPRS通信模塊、ZigBee無線通信模塊等組成，完成數(shù)據(jù)采集、控制輸出、數(shù)據(jù)通信、故障報(bào)警等功能。現(xiàn)場(chǎng)控制器通過GPRS與照明管理監(jiān)控中心服務(wù)器相連，通過ZigBee無線通信模塊與單燈控制器相連，以此實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，如圖2所示。