本发明公开了一种基于Zigbee的网络路灯照明系统，包括：网关，耦接于外部路灯控制器；Zigbee模块，耦接于网关，还耦接于路灯控制器，一个Zigbee模块对应一个路灯控制器设置，并且一个Zigbee模块内具有唯一的一个ID号；远程控制中心，耦接于网关，用于接收网关输出的路灯状态信号。本发明的基于Zigbee的网络路灯照明系统，通过网关和Zigbee模块的设置，就可以有效的建立其与路灯控制器之间的通信，而通过远程控制中心的设置，便可以有效的实现远程控制路灯的效果，并且还可以实现接收路灯控制器输出的路灯状态信号，就可以根据路灯状态信号了解路灯状态了。
1.一种基于Zigbee的网络路灯照明系统，其特征在于：包括：
网关(1)，耦接于外部路灯控制器，用于与路灯控制器通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号并输出，发送控制指令到路灯控制器；
Zigbee模块(2)，耦接于网关(1)，还耦接于路灯控制器，一个Zigbee模块(2)对应一个路灯控制器设置，并且一个Zigbee模块(2)内具有唯一的一个ID号，该Zigbee模块(2)用于接收路灯控制器输出的路灯状态信号，并将该路灯状态信号经过Zigbee信号转换传输后输出到网关(1)，或是用于接收网关(1)输出的控制指令，并将该控制指令经过Zigbee信号转换传输后输出到对应的路灯控制器内；
远程控制中心(3)，耦接于网关(1)，用于接收网关(1)输出的路灯状态信号，并向网关(1)发送路灯控制指令，其中路灯控制指令和路灯状态信号内均包含有Zigbee模块(2)的ID号；所述Zigbee模块(2)包括：单片机(21)，耦接于网关(1)，用于接收网关(1)输出的控制指令或是路灯控制器输出的路灯状态信号，并将控制指令比对ID号后输出到路灯控制器或是将路灯状态信号增加ID号后输出到网关(1)，还耦接有功率控制器(212)、晶体振荡器和复位电路，所述功率控制器(212)用于发送功率控制信号输入到单片机(21)以控制单片机(21)的功率；
无线通信芯片(22)，耦接于单片机(21)，用以接收处理后的路灯状态信号或是控制指令并将路灯状态信号或是控制指令编译成Zigbee信号后输出；
功率放大器(23)，耦接于无线通信芯片(22)，用以Zigbee信号，并将该Zigbee信号放大后输出；
天线(221)，耦接于功率放大器(23)，用以接收功率放大器(23)输出的放大后的Zigbee信号，并将放大后的Zigbee信号输出；
其中，ID号存放于单片机(21)内，所述天线(221)包括主天线(2211)和辅助天线(2212)，所述主天线(2211)与功率放大器(23)耦接，所述主天线(2211)与辅助天线(2212)相互耦接并相互交错呈十字形，所述主天线(2211)呈中空圆锥状结构，所述辅助天线(2212)呈中空圆柱状结构，所述辅助天线(2212)内滑移连接有滑块(2213)，所述主天线(2211)内设有电机(2214)，所述电机(2214)耦接有开关电路(2215)后与功率放大器(23)耦接，所述开关电路(2215)内设有阈值电压，当功率放大器(23)输出到开关电路(2215)内信号电压大于阈值的时候，开关电路(2215)驱动电机(2214)旋转，所述滑块(2213)的一侧铰接有连杆(22131)，所述连杆(22131)包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，另一端与滑块(2213)铰接，所述第二连杆相对于第一连杆的另一端与辅助天线(2212)耦接，所述辅助天线(2212)的内壁上固定连接有挡块(22121)，所述滑块(2213)的侧面设有阻挡块(22132)，所述阻挡块(22132)与挡块(22121)之间耦接有弹簧(2216)，所述滑块(2213)通过线与电机(2214)的转轴连接，当电机(2214)旋转时，滑块(2213)被拉向电机(2214)，弹簧(2216)被压缩，连杆(22131)被弯折，第一连杆与第二连杆的铰接点背向辅助天线(2212)突出。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的网络路灯照明系统，其特征在于：
所述单片机(21)的型号为MSP430F149，功率控制器型号为LM2596S，无线通信芯片(22)的型号为CC2530。
3.根据权利要求2所述的基于Zigbee的网络路灯照明系统，其特征在于：所述开关电路(2215)包括：比较器T，该比较器T的同相输入端与功率放大器(23)耦接，反相输入端输入一基准电压作为阈值电压，当比较器T的同相输入端输入电压值大于基准电压时，比较器T的输出端输出信号；
开关管K，该开关管K具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接于比较器T的输出端，第一端耦接于电源，第二端与电机(2214)耦接。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于Zigbee的网络路灯照明系统，其特征在于：所述Zigbee模块(2)与网关(1)之间的网络创建方法如下：A，选用一个Zigbee协调器，连接Zigbee模块(2)与网关(1)启动Zigbee协调器内系统，将硬件和协议栈初始化；
B，通过Zigbee协调器发出请求建立新网络请求；
C，接收到请求后Zigbee协调器扫描空闲信道，选择空闲信道内PAN标识符及网络地址开始新网络建立；
D，判断新网络是否建立成功，若新网络建立成功，允许路灯节点加入网络，并运行协议栈任务，接收路灯节点数据并发送给上位机，若新网络建立失败，则判断是否超过规定次数，未超过则返回步骤B，若超过则输出建立失败后结束。
5.根据权利要求4所述的基于Zigbee的网络路灯照明系统，其特征在于：所述Zigbee模块(2)与路灯控制器之间的网络创建方法如下：a、选择一Zigbee协调器连接Zigbee模块(2)与路灯控制器，将Zigbee协调器系统和协议栈初始化，之后发出申请建立网络请求；
b、接收到请求后Zigbee协调器扫描信道，获取信道上的网络列表，选择网络列表中的网络，并与该网络连接；
c、从网络中获取网络内的Zigbee协调器地址并将地址发送给本地Zigbee协调器进行加入网络步骤；
d、判断加入网络是否成功，若加入网络失败，则返回步骤a，若加入网络成功则判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间未到，则进入休眠状态，并重新判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间已到，则运行协议栈。
一种基于Zigbee的网络路灯照明系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种路灯控制系统，更具体的说是涉及一种基于Zigbee网络路灯照明系统。
背景技术
[0002] 路灯在汽车在道路上夜间行驶占有十分重要的地位，在夜间的时候可以有效的照亮道路，避免汽车在夜间行驶的时候没有观察到道路上障碍物或人导致的出车祸的问题，因而几乎所有城市道路上都会设置大量的路灯，以保证车辆的安全驾驶。
[0003] 随着城市的发展，相应的道路就会越来越多，自然对应的路灯的数量就会越来越多，就需要对大量的路灯的打开控制就显得尤为重要，现有的采用的对路灯进行打开控制方式主要是通过导线直接将控制中心和路灯内的路灯控制器连接起来，利用控制中心直接通过导线直接发送信号给路灯控制器的方式来实现控制，但是这种控制方式前期需要大量布线作为铺垫，以保证将路灯控制器与控制中心能够进行有效的连接，这种方式由于大量布线的存在，就会导致整个路灯的整体成本成倍上升，而且在路灯出现故障的时候，由于线多杂乱，维修起来便会十分的困难。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可以将降低路灯成本、维修起来更为简单的基于Zigbee的网络路灯照明系统。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于Zigbee的网络路灯照明系统，包括：
[0006] 网关，耦接于外部路灯控制器，用于与路灯控制器通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号并输出，发送控制指令到路灯控制器；
[0007] Zigbee模块，耦接于网关，还耦接于路灯控制器，一个Zigbee模块对应一个路灯控制器设置，并且一个Zigbee模块内具有唯一的一个ID号，该Zigbee模块用于接收路灯控制器输出的路灯状态信号，并将该路灯状态信号经过Zigbee信号转换传输后输出到网关，或是用于接收网关输出的控制指令，并将该控制指令经过Zigbee信号转换传输后输出到对应的路灯控制器内；
[0008] 远程控制中心，耦接于网关，用于接收网关输出的路灯状态信号，并向网关发送路灯控制指令，其中路灯控制指令和路灯状态信号内均包含有Zigbee模块的 ID号。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述Zigbee模块包括：
[0010] 单片机，耦接于网关，用于接收网关输出的控制指令或是路灯控制器输出的路灯状态信号，并将控制指令比对ID号后输出到路灯控制器或是将路灯状态信号增加ID号后输出到网关，还耦接有功率控制器、晶体振荡器和复位电路，所述功率控制器用于发送功率控制信号输入到单片机以控制单片机的功率；
[0011] 无线通信芯片，耦接于单片机，用以接收处理后的路灯状态信号或是控制指令并将路灯状态信号或是控制指令编译成Zigbee信号后输出；
[0012] 功率放大器，耦接于无线通信芯片，用以Zigbee信号，并将该Zigbee信号放大后输出；
[0013] 天线，耦接于功率放大器，用以接收功率放大器输出的放大后的Zigbee信号，并将放大后的Zigbee信号输出；
[0014] 其中，ID号存放于单片机内。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述单片机的型号为MSP430F149，功率控制器型号为LM2596S，无线通信芯片的型号为CC2530。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述天线包括主天线和辅助天线，所述主天线与功率放大器耦接，所述主天线与辅助天线相互耦接并相互交错呈十字形，所述主天线呈中空圆锥状结构，所述辅助天线呈中空圆柱状结构，所述辅助天线内滑移连接有滑块，所述主天线内设有电机，所述电机耦接有开关电路后与功率放大器耦接，所述开关电路内设有阈值电压，当功率放大器输出到开关电路内信号电压大于阈值的时候，开关电路驱动电机旋转，所述滑块的一侧铰接有连杆，所述连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，另一端与滑块铰接，所述第二连杆相对于第一连杆的另一端与辅助天线耦接，所述辅助天线的内壁上固定连接有挡块，所述滑块的侧面设有阻挡块，所述阻挡块与挡块之间耦接有弹簧，所述滑块通过线与电机的转轴连接，当电机旋转时，滑块被拉向电机，弹簧被压缩，连杆被弯折，第一连杆与第二连杆的铰接点背向辅助天线突出。
[0017] 作为本发明的进一步改进，所述开关电路包括：
[0018] 比较器T，该比较器T的同相输入端与功率放大器耦接，反相输入端输入一基准电压作为阈值电压，当比较器T的同相输入端输入电压值大于基准电压时，比较器T的输出端输出信号；
[0019] 开关管K，该开关管K具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接于比较器 T的输出端，第一端耦接于电源，第二端与电机耦接。
[0020] 作为本发明的进一步改进，所述Zigbee模块与网关之间的网络创建方法如下：
[0021] A，选用一个Zigbee协调器，连接Zigbee模块与网关启动Zigbee协调器内系统，将硬件和协议栈初始化；
[0022] B，通过Zigbee协调器发出请求建立新网络请求；
[0023] C，接收到请求后Zigbee协调器扫描空闲信道，选择空闲信道内PAN标识符及网络地址开始新网络建立；
[0024] D，判断新网络是否建立成功，若新网络建立成功，允许路灯节点加入网络，并运行协议栈任务，接收路灯节点数据并发送给上位机，若新网络建立失败，则判断是否超过规定次数，未超过则返回步骤B，若超过则输出建立失败后结束。作为本发明的进一步改进，所述Zigbee模块与路灯控制器之间的网络创建方法如下：
[0025] a、选择一Zigbee协调器连接Zigbee模块与路灯控制器，将Zigbee协调器系统和协议栈初始化，之后发出申请建立网络请求；
[0026] b、接收到请求后Zigbee协调器扫描信道，获取信道上的网络列表，选择网络列表中的网络，并与该网络连接；
[0027] c、从网络中获取网络内的Zigbee协调器地址并将地址发送给本地Zigbee协调器进行加入网络步骤；
[0028] d、判断加入网络是否成功，若加入网络失败，则返回步骤a，若加入网络成功则判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间未到，则进入休眠状态，并重新判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间已到，则运行协议栈。
[0029] 本发明的有益效果，通过网关和Zigbee模块的设置，便可以有效的实现通过 Zigbee模块建立起网关与路灯控制器之间的通信了，之后再通过网关与远程控制中心的通信，便可以避免由于大量布线导致的成本提升的问题，同时利用Zigbee 模块内部的ID号，便可以有效的实现对路灯进行编号，这样可以在发送路灯状态信号的时候，将ID号加入到路灯状态信号内，如此便可以实现对路灯状态信号进行编号，这样在远程控制中心接收到路灯状态信号发现这个路灯状态信号为故障信号的时候，便可以根据路灯状态信号内的ID号找到对应的路灯，这样便可以有效的避免现有技术中在路灯出现故障的时候，由于线多杂乱无法很好的维修起来十分困难的问题，可以利用ID号可以快速有效的对路灯进行快速定位，相比于现有技术来说维修起来十分的简单。
附图说明
[0030] 图1为本发明的基于Zigbee的网络路灯照明系统的模块框图；
[0031] 图2为图1中Zigbee通信模块的结构框图；
[0032] 图3为图2中天线的整体结构图；
[0033] 图4为开关电路的电路图；
[0034] 图5为组建Zigbee网络的协调器之间组网的步骤流程图；
[0035] 图6为组建Zigbee网络的协调器与路灯控制器之间组网的步骤流程图。
具体实施方式
[0036] 下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
[0037] 参照图1至6所示，本实施例的一种基于Zigbee的网络路灯照明系统，包括：网关1，耦接于外部路灯控制器，用于与路灯控制器通信，接收路灯控制器输出的路灯状态信号并输出，发送控制指令到路灯控制器；
[0038] Zigbee模块2，耦接于网关1，还耦接于路灯控制器，一个Zigbee模块2对应一个路灯控制器设置，并且一个Zigbee模块2内具有唯一的一个ID号，该Zigbee 模块2用于接收路灯控制器输出的路灯状态信号，并将该路灯状态信号经过 Zigbee信号转换传输后输出到网关1，或是用于接收网关1输出的控制指令，并将该控制指令经过Zigbee信号转换传输后输出到对应的路灯控制器内；
[0039] 远程控制中心3，耦接于网关1，用于接收网关1输出的路灯状态信号，并向网关1发送路灯控制指令，其中路灯控制指令和路灯状态信号内均包含有Zigbee 模块2的ID号，在使用本实施例的路灯照明系统的过程中，首先路灯控制器就会发送出路灯状态信号到Zigbee模块2，之后通过Zigbee模块2的无线传输作用以后输入到网关1内，之后再通过网关1将路灯状态信号传输到远程控制中心3内，在发送控制指令的时候，是远程控制中心3发送控制指令到网关1内进而之后通过Zigbee模块2传输到路灯控制器内，完成控制指令的传输，其中在远程控制中心3接收到路灯状态信号的时候，远程控制中心3就会对这个路灯状态信号进行判断，判断路灯是否处于故障状态，当检测出路灯处于故障状态的时候，就调用出这个路灯状态信号的ID号，这样远程控制中心3就可以根据这个ID号寻找到出现故障的路灯了，在网关1接收到控制指令的时候，就会分析控制指令内的ID号，之后根据ID号将控制指令传输到对应ID号的路灯控制器，实现指定控制的效果，相比于现有技术中的路灯照明系统的结构，实现了路灯出现故障时，能够快速有效的寻找到出现故障的路灯，并对这个路灯进行维修的效果了，同时由于网关1与路灯控制器之间是通过Zigbee模块2进行通信的，这样也不需要进行大量布线，可以避免成本上升的问题。
[0040] 作为改进的一种具体实施方式，：所述Zigbee模块2包括：
[0041] 单片机21，耦接于网关1，用于接收网关1输出的控制指令或是路灯控制器输出的路灯状态信号，并将控制指令比对ID号后输出到路灯控制器或是将路灯状态信号增加ID号后输出到网关1，还耦接有功率控制器212、晶体振荡器和复位电路，所述功率控制器212用于发送功率控制信号输入到单片机21以控制单片机21的功率；
[0042] 无线通信芯片22，耦接于单片机21，用以接收处理后的路灯状态信号或是控制指令并将路灯状态信号或是控制指令编译成Zigbee信号后输出；
[0043] 功率放大器23，耦接于无线通信芯片22，用以Zigbee信号，并将该Zigbee信号放大后输出；
[0044] 天线221，耦接于功率放大器23，用以接收功率放大器23输出的放大后的Zigbee 信号，并将放大后的Zigbee信号输出；
[0045] 其中，ID号存放于单片机21内，利用单片机21的设置，便可以有效的实现将 ID号放入到路灯状态信号和对网关1传输过来的带有ID号的控制指令对ID号进行验证的效果，而通过功率放大器23和天线221的设置，便可以有效的增加 Zigbee信号传输范围，使得Zigbee模块2的辐射范围更广，可以实现系统同时调控更多的路灯控制器的效果，而通过功率控制器212的设置，则可以实现对单片机21的工作功率进行调控，避免单片机21工作功率过高导致单片机21超负荷的问题。
[0046] 作为改进的一种具体实施方式，所述单片机21的型号为MSP430F149，功率控制器型号为LM2596S，无线通信芯片22的型号为CC2530，MSP430F149单片机具有强大的计算功能的比对功能，用在这里可以很好的实现将ID号加入到路灯状态信号和对比控制指令内的ID号的功能，而CC2530的无线通信芯片22可以很好的实现将单片机21输出的信号转换成Zigbee信号的功能，而通过LM2596S稳压芯片的设置，便可以稳定的输出一个信号到单片机21内，进而稳定单片机21 的工作功率的效果。
[0047] 作为改进的一种具体实施方式，所述天线221包括主天线2211和辅助天线2212，所述主天线2211与功率放大器23耦接，所述主天线2211与辅助天线2212相互耦接并相互交错呈十字形，所述主天线2211呈中空圆锥状结构，所述辅助天线2212呈中空圆柱状结构，所述辅助天线2212内滑移连接有滑块2213，所述主天线2211内设有电机2214，所述电机2214耦接有开关电路2215后与功率放大器23耦接，所述开关电路2215内设有阈值电压，当功率放大器23输出到开关电路2215内信号电压大于阈值的时候，开关电路2215驱动电机2214旋转，所述滑块2213的一侧铰接有连杆22131，所述连杆22131包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，另一端与滑块2213铰接，所述第二连杆相对于第一连杆的另一端与辅助天线2212耦接，所述辅助天线 2212的内壁上固定连接有挡块22121，所述滑块2213的侧面设有阻挡块22132，所述阻挡块22132与挡块22121之间耦接有弹簧2216，所述滑块2213通过线与电机2214的转轴连接，当电机2214旋转时，滑块2213被拉向电机2214，弹簧 2216被压缩，连杆22131被弯折，第一连杆与第二连杆的铰接点背向辅助天线 2212突出，天线221的设置，一方面是为了将GPRS通信信号发送出去，另一方面便是对这个信号进行一个范围扩充的作用，并且越强的信号便需要越大的范围，而天线221范围大小是和天线221的发送信号端有直接关联的，因而当发送信号端越多的时候，天线221的范围就越大，因而在这里通过主天线2211和辅助天线2212的设置，就可以利用辅助天线2212将范围进行扩大，并且通过电机2214、开关电路2215和连杆22131的设置，就可以实现当输出信号强度很大，需要大范围的时候，就可以通过开关电路2215控制电机2214旋转，使得第一连杆和第二连杆的铰接点背向辅助天线2212突出，这样就可以有效的构成一个发射端，有效的起到了一个增加天线2212发送范围的效果，同时由于信号强度大，并不会影响接收，而在信号强度比较小，并不需要多大的范围的时候，通过弹簧2216的复位作用，就会使得第一连杆和第二连杆复原，如此便可以将形成的发射端取消掉，这样就不会导致信号强度小而范围大，使得信号强度降低无法很好的接收的问题，这样便可以有效的实现依据信号强度来确定辐射范围的效果，进一步增加了天线221的适用范围，也进一步增加了本发明的照明系统的适用范围。
[0048] 作为改进的一种具体实施方式，所述开关电路2215包括：
[0049] 比较器T，该比较器T的同相输入端与功率放大器23耦接，反相输入端输入一基准电压作为阈值电压，当比较器T的同相输入端输入电压值大于基准电压时，比较器T的输出端输出信号；
[0050] 开关管K，该开关管K具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接于比较器 T的输出端，第一端耦接于电源，第二端与电机2214耦接，利用比较器T的设置就可以有效的判断此时的信号强度是大还是小了，而通过开关管K的设置，可以实现在比较器T判断完成以后，驱动电机2214旋转的效果，且整体结构简单，体积小巧，成本低廉。
[0051] 作为改进的一种具体实施方式，所述Zigbee模块2与网关1之间的网络创建方法如下：
[0052] A，选用一个Zigbee协调器，连接Zigbee模块2与网关1启动Zigbee协调器内系统，将硬件和协议栈初始化；
[0053] B，通过Zigbee协调器发出请求建立新网络请求；
[0054] C，接收到请求后Zigbee协调器扫描空闲信道，选择空闲信道内PAN标识符及网络地址开始新网络建立；
[0055] D，判断新网络是否建立成功，若新网络建立成功，允许路灯节点加入网络，并运行协议栈任务，接收路灯节点数据并发送给上位机，若新网络建立失败，则判断是否超过规定次数，未超过则返回步骤B，若超过则输出建立失败后结束，通过步骤A、B、C、D的设置，可以采用协调器建立新网络的方式来组建协调器之间的网络，同时组建的网络是使用空闲信道来实现的，因而可以保证网络的传输效率。
[0056] 作为改进的一种具体实施方式，所述Zigbee模块2与路灯控制器之间的网络创建方法如下：
[0057] a、选择一Zigbee协调器连接Zigbee模块2与路灯控制器，将Zigbee协调器系统和协议栈初始化，之后发出申请建立网络请求；
[0058] b、接收到请求后Zigbee协调器扫描信道，获取信道上的网络列表，选择网络列表中的网络，并与该网络连接；
[0059] c、从网络中获取网络内的Zigbee协调器地址并将地址发送给本地Zigbee协调器进行加入网络步骤；
[0060] d、判断加入网络是否成功，若加入网络失败，则返回步骤a，若加入网络成功则判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间未到，则进入休眠状态，并重新判断唤醒时间是否已到，若唤醒时间已到，则运行协议栈，而通过步骤a、b、c、d通过协调器查找信道的方式来查找已经创建完成的协调器间网络，然后通过加入网络来创建路灯控制器与协调器之间的网络，可以有效地节省网络资源。
[0061] 综上所述，本实施例的基于Zigbee的网络路灯照明系统，通过网关1和 Zigbee模块2的设置，便可以有效的实现利用Zigbee通信协议建立起路灯控制器与远程控制中心3之间的通信，这样可以避免大量布线导致成本上升的问题，而且还能够利用Zigbee模块2内ID号对路灯进行编号，这样在路灯出现故障的时候，可以快速的根据ID号找到出现故障的路灯了，大大的简化了路灯的维修。
[0062] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
