LED光源是一種高效能、環保、安全、耐用的新型照明光源,ZigBee無線路燈控制器可以對路燈照明系統進行科學、高效的控制和資源整合,合理調整照明時間,不僅可以節省照明系統的用電量,而且可以延長照明燈具的使用壽命,減少日常維護的開支。
系統由三大部分構成:控制中心,ZigBee無線路燈控制器節點和控制中心通信的轉發節點,固定在路燈桿上的終端節點。無線路燈遠程控制系統結構如圖1所示。
圖1 無線路燈遠程控制系統結構
控制中心的監控系統由計算機與無線收發模塊構成,主要負責建立和管理ZigBee無線路燈控制器網絡,顯示路燈狀況信息和發送控制命令,協調整個路燈系統的運作。ZigBee無線路燈控制器包括LED電源驅動,為大功率LED提供電力,并能根據微控制器的控制信號控制LED的工作情況。光敏傳感器、溫度傳感器,直接將LED工作狀況傳輸給控制模塊;功率檢測模塊檢測LED功率情況、供電故障并向上報警;無線模塊負責傳輸數據。將本系統模型與無線傳感器網絡模型進行對比,不難發現,安置在路燈桿上的ZigBee無線路燈控制器節點即為無線傳感器網絡中的終端節點(RFD),控制中心監控系統就是協調器(COORD),實現COORD與RFD之間無線通信的為路由轉發節點(ROUTER)。遠程網絡使用ZigBee與GRPS混合組成的網絡。子網和中央控制中心使用GPRS網絡來傳輸數據。下面具體介紹終端節點硬件電路設計方案。
LED節點驅動控制設計
LED節點驅動方案使用TI公司的UCC28810,它是一款恒流非隔離式電源,適用于街道、停車場或區域范圍照明等高亮度LED照明應用。該設計可將通用電源 (90--265 VRMS)轉換成0.9 A恒流源,能夠驅動100 W LED負載。UCC28810電路如圖2所示。
圖2 UCC28810電路圖
此電路使用雙級設計,第一級是UCC28810的轉換模的PWM調光。此方案的優勢在于,使用了高效的專用驅式電路,將AC電源轉換成36 V的DC電源。第二級也采用UCC28811的轉換模式,將恒壓源轉換為0.9 A恒流源。電路中使用的TI公司的UCC28810和UCC28811芯片是通用照明電源控制器,具有PFC(功率因數校正)功能,確保設計方案滿足各種標準設定的諧波電流或功率因數要求。
溫度感測
由于大功率白光LED照明和驅動器發熱量都很大,所以需要一個溫度感測傳感器,實時監控路燈的溫度,并向控制中心反映。如果溫度超過警戒溫度,則ZigBee無線路燈控制器進入報警模式,將自動關閉路燈,并向控制器發送報警命令。
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