淺析ZigBee在路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)時代到來，城市交通自動化智能化要求全面升級。傳統(tǒng)路燈逐漸被取代，新型的智能路燈控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、便捷性受到越來越多的關(guān)注。

通常路燈控制系統(tǒng)中，路燈為太陽能供電，要求功耗嚴格，路燈節(jié)點20-200米距離不等，每個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)下屬路燈數(shù)控制在1000盞以內(nèi)，現(xiàn)場施工要求操作簡單方便。

圖1 路燈實景圖

項目方案

此項目方案，由ZLG致遠電子控板作為路燈系統(tǒng)集中控制器，使用GPRS/4G技術(shù)與遠程服務(wù)器中心建立連接，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場燈光進行控制，同時接受路燈節(jié)點返回的路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)。

路燈節(jié)點：每個路燈上有一個ZLG致遠電子ZM系列ZigBee模塊，模塊既做節(jié)點，也是路由，在一定區(qū)域內(nèi)組建一個通訊網(wǎng)絡(luò)；

網(wǎng)關(guān)控制器：網(wǎng)關(guān)控制器可直接采用ZLG致遠電子工控主機，用于邊緣計算，對路燈節(jié)點進行控制和數(shù)據(jù)處理；

數(shù)據(jù)傳輸終端：由于網(wǎng)關(guān)控制器分布在各個區(qū)域，和服務(wù)器主機之間通常距離較遠，所有的路燈數(shù)據(jù)又需要統(tǒng)一管理，故采用GPRS/4G DTU的方式，作為搭建局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的橋梁。

如圖所示，各盞路燈采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)來控制。

圖2 路燈控制系統(tǒng)框圖

項目中路燈集中控制器選擇ZLG致遠電子Cortex-A系列核心板搭載，ZigBee無線模塊采取ZM32系列產(chǎn)品。

產(chǎn)品概述

ZM32系列是ZLG致遠電子基于 Silicon labs EFR32MG1B 系列無線SoC開發(fā)的一系列低功耗、高可靠性的 ZigBee 模塊，并提供一個完整的基于 IEEE802.15.4 標準 ISM 頻段的應(yīng)用集成方案。

產(chǎn)品經(jīng)過系列權(quán)威射頻儀器的檢驗和認證，并結(jié)合多年的市場經(jīng)驗和該行業(yè)用戶的實際需求，將無線產(chǎn)品極復雜的通訊協(xié)議集成到內(nèi)置的 MCU 中，支持串口透明傳輸模式，并集成快捷易用的自組網(wǎng)功能，提供多路可配置的AD、IO、PWM 接口，化繁為簡，大幅簡化無線產(chǎn)品復雜的開發(fā)過程，使您的產(chǎn)品以更低的成本快速投入市場，由于超小的體積和超低功耗設(shè)計，在各種智能設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

圖3 ZM32模塊實物圖

產(chǎn)品參數(shù)

頻率范圍：2400~2483.5MHz

工作電壓：2.4~3.8 V

接收電流：13.5mA

休眠電流：2.3uA

發(fā)射電流：74mA

發(fā)射功率：19dBm

接收靈敏度：-99dBm

傳輸速率：250kbps

Ipex 接口、郵票孔焊盤接口

采用 UART 通信接口

支持休眠及喚醒

溫度范圍：-40~+85℃

快速開發(fā)

模塊支持串口指令操作模式，串口指令分為永久參數(shù)配置和臨時參數(shù)配置，開放允許組網(wǎng)、禁止組網(wǎng)、查詢路由表、踢除節(jié)點等更多網(wǎng)絡(luò)配置，用戶僅需操作簡單串口數(shù)據(jù)即可完成無線部分開發(fā)。