基于ZigBee技术的单灯节能监控系统

　　随着我国城市化步伐的加快，城市照明建设作为体现城市形象的作用日益受到重视，同时城市照明的管理范围日益扩大，城市的建设发展对道路照明以及景观照明提出了更高更新的要求，这就使得城市照明的管理难度越来越大，运营成本也越来越高。作为城市照明的管理部门迫切需要一种现代化的管理系统平台，来提高管理效率和水平。同时随着国家节能减排的目标的确定，政府对城市照明的降耗等也都提出了明确的要求，据此如何通过采用现代化技术，将高新技术与传统的运行管理模式相结合是实现绿色照明、提高管理效率和降低运行成本的关键，而单灯节能监控系统正是基于此而提出的。

　　1单灯节能监控方式

　　所谓单灯监控方式就是将监控装置安装在每盏路灯内，通过远程通讯对各个路灯的状态进行检测和控制的方式，这种方式可以检测到每个路灯的状态以及线路情况，能够及时发现路灯故障、老化及断路等问题，方便维修管理，保证亮灯率，同时可以做到分散节能。系统结构框图如图1所示。

　　目前国内城市照明管理主要使用集中无线照明监控系统。这一系统的应用大大提高了城市照明的管理水平，既提高了工作效率同时又降低了管理成本。但是由于目前的无线监控点(以下称为“终端”)基本上都安装于路灯控制箱侧，属于集中监控，其只能对整条路段的运行情况(包括：电压、电流、功率、温度、接触器状态等)进行检测或控制，这种监控方式存在一定的局限性，而单灯监控恰恰能弥补这些局限性，表1对两种监控方式进行了详细的比较。

　　通过比较可以发现单灯节能监控方式具有一定的应用价值，其非常适合于照明要求标准较高或有分散节能和半夜灯控制需求的场合，比如高速工作、机场跑道以及较重要的景观路段等。

　　2 ZigBee无线技术

　　现有市场上的单灯控制系统中的单灯控制器控制单元与集中单元多采用电力线扩频载波通信技术。电力线载波通信即指利用电力线路作为通信信道，将信号调制到高频载波上进行传输的一种通信方式。电力线载波通信具有投资小、见效快和能有效地利用电力线路资源等优点，一直在电力系统通信中使用。但是电力载波也具有其固有的缺点：随着距离增大信号会快速衰减;对于公用变压器线路工频谐波干扰大;负载变动带来电噪声大。对于一些中小型城市，电力线路复杂，相对干扰比较大，造成通信的可靠性不高，因此较难进行市场推广。

　　而ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗的无线网络技术，它是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。Ziggee的基础是IEEE 802.15.4。IEEE 802.15.4定义了两个物理层标准，分别是2.4 GHz物理层和868/915 MHz物理层，它们都基于DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频)。2.4 GHz波段为全球统一的无需申请的ISM频段，有助于ZigBee设备的推广和生产成本的降低。ZigBee技术的特点包括以下几个方面：