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5.3.1 物理层概述 24
5.3.2 物理层规范 25
5.3.3 物理层数据帧格式 26
5.4 介质访问控制层规范 26
5.5 ZigBee 网络层 28
5.6 ZigBee 应用层规范 30
5.6.1 ZigBee 应用支持子层 30
5.6.2 应用层帧格式 31
5.6.3 ZigBee 设备对象 31
6 ZigBee 监控终端与协调器的设计 32
6.1 监控终端与协调器硬件设计 32
6.1.1 CC2530 简介及设计 32
6.1.2 电源模块的设计 35
6.1.3 温度传感器模块 36
6.1.4 光照强度传感器模块 37
6.1.5 分布式智能蓄电池控制与管理模块 39
6.2 模糊控制算法设计 40
6.3 ZigBee监控终端软件设计 42
6.3.1 软件开发环境简介 42
6.3.2 操作系统 44
6.3.3 ZigBee风光互补路灯节点启动程序设计 45
6.3.4 ZigBee风光互补路灯节点任务程序设计 46
6.3.5 命令消息处理程序设计 47
6.3.6 ZigBee风光互补路灯照度调节事件处理 48
6.3.7 ZigBee风光互补路灯协调器网关设计 49
6.3.8 本章小结 50
7 上位机软件设计 51
7.1 监控软件介绍 51
7.1.1 通用监控软件分析 51
7.1.2 监控软件选择 53
7.2 上位机串口通信设计 54
7.3 上位机界面设计 56
8 系统分析 58
8.1 系统的优点 58
8.2 系统的不足 59
9 总结和展望 59
9.1 总结 60
9.2 展望 60
致谢 61
参考文献 62
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
随着不可再生能源如煤炭、石油、天然气的大量消耗，人类面临资源枯竭的压力也越来越大，而且人类的生存环境也受到严重的威胁，因此可再生能源的开发利用也就越来越显得重要。太阳能与风能都属于可再生能源，它们时间上和地域上均有很强的互补性。白天的时候太阳光很强，而风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏天，太阳光充足而风小，冬季，太阳光强度小而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补系统在资源上具有很好的匹配性，并有一定的资源可靠性。因此太阳能和风能发展很快并逐渐走入人类的生活，发挥越来越重要的作用。
路灯作为城市形象的标志，是城市的窗口，也是城市建设中必须的公用基础设施。它不单给人们的生活带来光明，还关系到市民的切身利益，直接反映了城市的建设水平和市容风貌，同时，它也是一个耗电大户。怎样在节约能源和保护环境的前提下进一步提高路灯照明质量是目前我国城市发展的一个重要课题。风光互补 LED 路灯的出现和发展凸显了 21 世纪节能环保型工业社会的发展方向。风光互补 LED 路灯对美化和保护环境，对构建和谐社会均有着非常积极的意义。与传统路灯相比，风光互补 LED路灯不用市电，无需敷设电缆，免去供电设备，降低了相应的运行和文护成本[1]。
随着风光互补路灯系统的普及和推广，如何保证路灯的安全、稳定、可靠运行将成为新的问题和难点。传统的路灯开与关的控制完全依赖光电控制或操作人员根据时钟定时进行，控制为各级串联进行的。在这种方式下，不但亮灯与关灯的时刻不准确，而且会由于人为的失或其它因素(如某处控制线断)，造成大面积路灯不亮。风光互补路灯采用智能控制的方式对路灯进行控制，但是一旦出现问题，将比传统路灯更难以察觉和文护。因而，建立一套高效的远程无线监控系统实时监控路灯的运行则显得非常有必要。本文设计的风光互补 LED 路灯监控系统采用基于 ZigBee 技术和 GMS的无线方式对路灯进行状态监测与控制，出现任何问题，监控系统都会及时的报警以提醒工作人员进行相应的处理，并能根据环境需要，采取集中控制，能很好的解决上述问题。
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