随着人类社会的不断发展，国民整体素质的提高，高等教育越来越普及。由于高校的扩建，校区内部照明设备分布广泛，对路灯的控制系统要求也更严格。在现如今物联网发展背景下，对路灯建设也需要向智能化和节能环保化发展，首先路灯如果全夜灯式的工作，那会造成能源的浪费，毕竟在后半夜行人稀少；其次如果后半夜全灭，可能又会存在安全隐患。因此，有必要提出一种智能化的无线路灯控制系统，实现校园路灯的智能控制。

一种智能路灯的管理系统能实现节能、实用、环保等使用效果，可以实时对灯具进行远程开、关控制。路灯调光亮度不同的对比见图1所示，该系统的步骤及现象：首先完成路灯的硬件连接，将路灯的电能通过Zig Bee模块与网关板进行无线连接；通过计算机，将控制命令传送给单片机进行处理，产生PWM波去控制LED灯，并获取路灯的电能和控制路灯的状态。

  

图1　路灯调光亮度不同的对比图

1　系统结构

无线路灯控制系统由三部分组成，系统拓扑图见后面图2所示：

1）固定在路灯杆上的控制节点，包括ZigBee终端节点及LED电源驱动，电源为大功率LED提供电力，并能根据微控制器的控制信号控制LED的工作情况，根据上位机的控制命令，实现功率传输和亮度调节，检测LED功率情况、供电故障并向上报警。

2）负责转发通信的无线网络，远程网络使用GPrS网络和Zig Bee无线网络混合组成的网络，从而进行数据的无线传输。

3）由计算机和Zig Bee组成的路灯控制中心负责照明网络的建立和管理，协调路灯照明系统的运行。

  

图2　系统拓扑图

2　Zig Bee无线网络

Zig Bee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据标准规定，Zig Bee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。完整的Zig Bee协议栈由物理层、MAC层、网络层、安全层和应用层组成，如图3所示，IEEE 802.15.4标准定义的物理层、MAC层、网络层、安全层和应用层等由Zig Bee联盟制定，其中安全层主要实现密钥管理、存取等功能，应用层负责向用户提供简单的应用软件接口，包括应用子层支持APS、Zig Bee设备对象ZDO等，实现应用层对设备的管理。

  

图3　ZigBee协议栈结构图

老龄化会影响到消费市场结构。伴随着中国老龄化程度的快速加剧，将会产生一个新的适合老年人消费的产品市场，像助听器、轮椅、养老院、老年公寓等养老产品的需求量会逐渐增大。所以老年市场在经济方面存在着巨大潜力，积极发展老年产业也可以促进我国经济的增长[7]。

  

图4　ZigBee的三种网络拓扑模式图

3　电量传输

在路灯管理中，电量需要准确计量，电的状态和参数设计信息需准确无误地反馈回管理中心，以便及时处理用户故障。

现阶段，绝大多数的企业都已经将信息化技术应用到企业的管理中，并得到了一致的认可和好评。但是由于没有统一的规范和标准，使得企业各部门之间的沟通有障碍，信息的传递不够及时，所以这在无形中加大了企业的运行成本，基于这种情况，企业中应该制定统一的标准，这样不仅能够方便企业部门之间的沟通，同时能够避免由于信息的传递慢而引起的一系列问题。

(2)火法耗能较大，不利于节能减排，但工艺较为成熟，在工业生产中较为常见。湿法回收耗能较少，包括酸法和碱法。酸法耗酸量较大，不利于大型生产且经济性较差，废酸处理较为困难；碱法浸出和氨法浸出都会不同程度的产生氨气，污染环境。

微带线之间的耦合特性通常会影响滤波器的通带带宽。因此,可以通过改变微带线之间的间隙的宽度,控制所提出的滤波器的通带带宽。

MC13213是第二代ZigBee平台的8位微处理器，它集成了低功耗2.4G的rF收发器和8位微控制器，其中的微处理器是基于HCS08系列的微控制器单元，MC13213在芯片上集成了遵循IEEE 802.15.4标准的无线射频收发器，它可以用于点对点的无线通信，也可以用于ZigBee网状网络应用。集中器硬件框架如图7所示。

2）使用MC13213单片机，以实现对电压、电流等电能参数的采集和传输。

ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；ZigBee网络的三种网络拓扑结构支持星型、树状型和网状型，拓扑模式如图4所示。

3）具有多功能通信接口。

3.1　计量芯片ATT7053

图9显示了三种占空比不同的PWM信号。图（a）是一个占空比为10%的PWM信号，在一个周期中导通的时间占整个周期的10%，图（b）和图（c）的PWM信号的占空比分别为50%和90%。为了控制LED灯由暗到亮或由亮到暗，采用脉宽PWM法，通过适当的方法协调电压和频率，调节PWM的占空比来控制电流。

  

图5　ATT7053内部框图结构图

电压输入通道推荐200mV的电压有效值，信号太大，会造成串扰和范围溢出；太小会影响内部精度，选择的范围是143mV-350mV。该系统以单片机为控制核心，电压和电流通过电压互感器和电流互感器变换，然后连接到专用电能计量芯片ATT7053来实时采集变压器的参数，它通过SPI接口，将各种参数采集到单片机中，与单片机和ZigBee建立通信，采集数据上传，硬件设计分为数据采集和测量模块、电流及电压互感器，ATT7053与单片机的硬件结构框图如图6所示。

  

图6　ATT7053与单片机的硬件结构框图

3.2　MC13213芯片

系统软件的实现主要包括协议层的设计和应用层的设计。协议层的设计是基于BeeKit软件SMAC协议包。它提供了一个简单的软件开发过程及易于使用的客户端界面和框架。软件流程图见图8所示。

1）采用计量芯片ATT7053和成熟的计量方案实现电能的准确计量和参数的准确传递。

  

图7　集中器硬件框架图

3.2.2　软件设计

3.2.1　集中器硬件框架

媒体宣传是把双刃剑,尤其是随着互联网技术的迅速发展,各类新媒体宣传层出不穷。为避免一些不良媒体为博关注恶意激化医患关系,政府应该加强日常卫生工作宣传,主动发布权威的卫生健康政策解读,科普国民健康政策、健康生活方式和优生优育知识。对于医改方面的新政策进行有效的宣传,对医事服务费、药费等内容向群众重点宣传,引导群众调整心理预期,提高群众获得感和满意度,避免群众将情绪发泄在医护人员身上,同时也加强群众对医护人员的尊重,和谐医患关系,营造爱医敬医的社会氛围。

  

图8　软件流程图

4　PWM波

4.1　PWM定义

PWM是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形，是模拟信号数字化编码的一种方法。电压或电流源是以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到负载上去的。通的时候负载上有直流电，断的时候负载上电压为零。只要带宽足够，任何模拟值都可以用PWM编码。

4.2　PWM调光

脉宽调制（PWM）技术广泛应用于测量、控制和通信、变换电源和LED照明等多领域。通过对模拟电路的数字控制，较大降低了系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含PWM控制器，这使得数字控制的实现变得更容易。

本设计采用如下具体方案：

ATT7053是一款低功耗、高性能的单相电能计量芯片，它可以用来收集和测量电能。芯片的工作范围是3.0V～3.6V，使用晶振为5.5296MHz。可测交变电流的频率范围是45Hz至60Hz，而且精度和多精度可以在这个频率范围内保证。内部框图如图5所示，该芯片带SPI接口，可通过该接口与单片机进行数据交换，通过SPI总线即可完成对寄存器的读写操作。

《隋志》又依据了《隋大业正御书目》等前代公藏书目。大业即隋炀帝605—616年之间。如果抛开其他因素，假设《隋志》所著录的《嵇康集》就是从《隋大业正御书目》而出，那么可以肯定，《隋志》所录十三卷本《嵇康集》在隋炀帝大业年间绝对存在，这是它的存在的时间上限，因而它的通行年代至少是隋炀帝大业(隋炀帝605—616)年间及梁之后。

  

图9　三种占空比不同的PWM信号图

5　小结

路灯与人们生活有着十分密切的关系，本系统介绍的路灯，采用ZigBee技术进行无线传送电能及智能控制，ZigBee技术组网方便、网络容量大，可以通过上位机显示路灯电能及路灯控制，解决网络布线麻烦、成本高和实时性差等问题。

【参考文献】

[1]王江峰.基于MC13213的ZigBee技术无线抄表系统设计[J].信息技术与信息化，2010(1)：77-80.

212例胸部CT均为GE HD680上按胸部CT常规平扫，参数选用120KV，100～500mA，螺距1.375：1，球管转速0.35S/圈，螺旋扫描，视野为large。纵膈窗（窗宽350，窗位40）采用soft重建，5mm层厚，5mm层间距，迭代90%。肺窗（窗宽1500，窗位-700）采用lungs重建，0.625mm层厚，0.625mm层间距，迭代90%。再选择3名有经验的医生根据胸部 CT 平扫左心室区密度与室间隔区密度对比减低来推测患者是否贫血并记录下来。

[2]王天雷.基于无线网络通信技术的电能抄表系统设计与实现[J].计算机系统应用，2016（7）：83-88.

丝瓜络中特殊的网状结构，具有亲油和亲水的化学结构和独特的多孔性结构，优良的机械强度，吸附能力强，并且来源广泛，在亚洲和中南美洲都有大量种植。丝瓜络纤维可以作为活性炭等的替代品用于重金属离子的吸附，以达到环境保护的要求[3]。

[3]韩颖等.基于Zigbee和GPrS的自组网校园路灯控制系统[J].计算机系统应用，2015（3）：98-104.

[4]唐琪琪.基于Zigbee的高校学生宿舍火灾预警应急系统设计[J].湖南邮电职业技术学院学报，2016（4）：33-36.

[5]王东城.Zigbee技术在油井翻斗计量远程监测系统中的应用[J].信息技术与信息化：2013（5）:57-59.