基于无线传感器网络的LED灯远程控制系统2016年3月11日
此电使用双级设计，第一级是UCC28810的转换模式电，将AC电源转换成36V的DC电源。第二级也采用UCC28811的转换模式，将恒压源转换为0.9A恒流源。电中使用的UCC28810 和UCC28811芯片是通用照明电源控制器，具有PFC（功率因数校正）功能，确保设计方案满足各种标准设定的谐波电流或功率因数要求。并且UCC28810/11控制器提供如电流峰值、复位定时器、过压（OVP）和使能等特性，UCC28810/11控制器引脚如表2.1所示。
1.2状态检测与报警
系统终端节点使用光敏电阻传感器测量周围的光亮度，当傍晚时周围还有余光时，将灯为单双灯模式，当晚全黑了以后，将灯全部打开，当凌晨4点左右出现晨光时将灯调节成半功率工作模式。在阴天和沙尘暴天气时，光敏传感器到道能见度低，灯也可自动打开，道正常照明。本设计使用光敏三极管作为感光元件测量周围的亮度，处理器实时将周围的亮度通过无线模块反馈给控制中心，由控制中心决定是否打开灯。电图如图2.2所示。
1. 系统方案与设计
基于ZigBee技术和LED光源的灯系统，是一种自动化成度高、高效节能的城市照明系统。LED光源是一种高效能、环保、安全、耐用的新型照明光源，而无线控制技术其可以对于灯照明系统进行科学高效的控制和资源整合，合理调整照明时间，不仅可以节省照明系统的用电量，而且可以延长照具的使用寿命，减少日常的开支。
LED节点驱动方案使用UCC28810EVM，它是一款恒流非隔离式电源，适用于街道、停车场或区域范围照明等高亮度LED照明应用。该设计可将通用电源（90~265VRMS）转换成0.9A恒流源，能够驱动100W LED负载。UCC28810EVM电如图2.1所示。
表2.1UCC28810/11控制器引脚
图2.2 光敏三极管电图
无线通信模块使用CC2480/ZigBee模块，在单个芯片上集成了ZigBee射频前端、模拟数字转换器、定时器，支持2.4GHzIEEE802.15.4协议。CC2480/无线性能出色，功耗很低。CC2480电图如图2.3所示。
1.3无线模块设计
1.2.1温度感测
图2.1UCC28810EVM电图
1.2.2感光检测
1.1LED节点驱动控制设计
第一级在低负荷状态运行下，升压跟随器可AC输入的峰值电压，实现更高效率。第二级将PFC输出电压转换为0.9A的固定电流，以驱动LED负载。第二级不仅可接受PWM调光输入（从外部或从板级电均可），而且还可相应或关闭，从而实现LED电流的PWM调光。此方案的优势在于，使用了高效的专用驱动IC，电源效率更高了，在低负荷线（low-line）运行状态下，升压跟随器可AC输入的峰值电压，在输入电压15％的变动时，仍能保持输出电流变动稳定在10％内。
由于大功率白光LED照明和驱动器发热量都很大，所以需要一个温度感测传感器，实时灯的温度，并向控制中心反映，如果温度超过警戒温度，控制器进入报警模式，将自动关闭灯，并向控制器发送报警命令。温度传感器使用DS18B20。DS18B20是DALLAS生产的一款数字温度传感器。其特点有：独特的一线接口，只需要一个端口即可通信。电无需外部元件，可用数据总线供电，也可外接VCC。工作电压范围广，为3.0V～5.5V，无需备用电源。测量温度范围为-55C～+125℃，在-10C～+85C范围内精度为0.5C。DS18B20具有工作电简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。DS18B20应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热系统。
控制中心的系统由计算机与无线收发模块构成，主要负责建立和管理灯控制网络，显示灯状况信息和发送控制命令，协调整个灯系统的运作。灯终端节点包括LED电源驱动，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；光敏传感器、温度传感器，直接将LED工作状况传输给控制模块；功率检测模块，检测LED功率情况、供电故障并向警，无线模块，负责传输数据。将本系统模型与无线传感器网络模型进行对应，不难发现，安置在灯杆上的终端控制节点即为无线传感器网络中的终端节点（RFD），控制中心系统就是协调器（COORD），实现COORD与RFD之间无线通信的为由转发节点（ROUTER）。远程网络使用ZigBee与GRPS混合组成的网络。子网和中央控制中心使用GPRS网络来传输数据。下面具体介绍终端节点硬件电设计方案。
图1.1无线灯远程控制系统结构
状态报警与检测主要包括温度感测和感光检测两部分内容。
系统由三大部分构成：控制中心的系统，负责实现终端控制节点和控制中心通信的由节点，固定在灯杆上的终端控制节点。无线灯远程控制系统结构如图1.1所示。
