一種智能LED路燈監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

XBee 模塊的通信系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如下圖3 所示：

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2.3 傳感器模塊

路燈上采用熱釋電紅外傳感器來檢測有無行人，行人檢測原理如下圖4 所示。熱釋電紅外傳感器具有成本低、無需發(fā)射源、靈敏度高、可流動安裝等特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，在傳感器前加菲涅爾透鏡可以提高接受的靈敏度，增加檢測距離和范圍。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器不加菲涅爾透鏡時(shí)檢測距離為2m ;而配上菲涅爾透鏡后檢測距離可達(dá)到7m 以上。

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路燈上的亮度檢測傳感器采用TAOS 公司推出的第二代光強(qiáng)數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TSL2561,其具有高速、低功耗、寬量程、可編程靈活配置等優(yōu)點(diǎn)。并且具有直接的I2C 接口，將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 下位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)

路燈節(jié)點(diǎn)的微控制器控制XBee 模塊與主控平臺保持實(shí)時(shí)信息交流結(jié)構(gòu)如圖5 所示。路燈開燈條件為亮度低于設(shè)定值且在路燈旁有人經(jīng)過時(shí)，則會自行打開路燈。當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)，單片機(jī)便自行發(fā)送故障信息，及時(shí)告知路燈維護(hù)人員。

3.2 上位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)

PC 機(jī)服務(wù)器采用QT 編寫程序，采用QT 是因?yàn)槠淇梢浦残愿吆屠诰帉懥己萌藱C(jī)界面的特點(diǎn)。本軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為核心來實(shí)現(xiàn)功能，它要求能夠?qū)崟r(shí)地從協(xié)調(diào)器獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算、顯示、故障報(bào)警等。該系統(tǒng)管理軟件有如下一些主要功能：主界面是對路燈的實(shí)時(shí)觀測，反饋路燈的狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、環(huán)境光強(qiáng)、功耗等實(shí)時(shí)信息。

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4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

制作了4 個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)模型，在小范圍進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過PC智能路燈管理軟件遠(yuǎn)程操作可以完成三種模式的要求，并實(shí)時(shí)監(jiān)測路燈信息，反饋給PC 軟件。

5 結(jié)束語

文章介紹了基于MEGA 2560 微控制器的智能LED 路燈控制系統(tǒng)，利用XBee S2 自組網(wǎng)與GSM 移動通信相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)智能無線監(jiān)測路燈的功能，并自己設(shè)計(jì)開發(fā)了路燈管理軟件。