2024-01-23
Lampe de contrôle intelligente avec méthode d'éclairage de niveau haut et bas
Lampe de contrôle intelligente avec méthode d'éclairage de niveau haut et bas
L'éclairage routier urbain utilise de plus en plus la technologie d'éclairage LED au lieu de la technologie d'éclairage traditionnelle, dont le but est de réduire la consommation d'électricité. Étant donné que la LED utilise une alimentation CC basse tension, il est facile de connecter des circuits de détection et de contrôle, ce qui facilite la gestion intelligente du réseau de lampadaires et permet d'économiser davantage d'énergie et de réduire la consommation. Pour la gestion et le contrôle du réseau de lampadaires, la technologie de communication par porteur d'énergie peut être utilisée, et le développement rapide de la technologie peut également rendre la technologie de communication sans fil à courte portée supérieure à la technologie de communication par porteur d'énergie en termes de coût d'application, de fiabilité et de taux de communication, comme comme la technologie de communication sans fil à courte portée Zigbee. Cet article propose une solution qui utilise la technologie de communication sans fil à courte portée pour construire un réseau de capteurs sans fil de lampadaires à LED, capable d'allumer et d'atténuer n'importe quelle ou plusieurs lumières ou toutes les lumières du réseau de lampadaires à LED, et de détecter la luminosité lumineuse et paramètres actuels, afin de réaliser une gestion intelligente du réseau de lampadaires LED. En tant que réseau de capteurs sans fil, son architecture doit contenir quatre niveaux de base : couche physique et couche liaison de données, couche réseau et couche application. Le réseau de capteurs sans fil pour lampadaires LED adopte la norme IEEE 802.15.4 comme norme technique de sa couche physique et de sa couche de liaison de données, la couche réseau et la couche d'application sont intégrées ensemble, et les trois modes de communication de relais à saut simple, double saut et saut variable sont utilisés comme base du protocole réseau. Cet article se concentre sur l'architecture du réseau de capteurs sans fil LED, basé sur la topologie du réseau et la composition des nœuds de communication, discute du format du paquet de protocole de la couche réseau, du principe de fonctionnement du routage et du flux de conception de la communication des nœuds.
1. Système de réseau
Le système réseau du réseau de capteurs sans fil LED constitue la base du routage de la couche réseau, y compris la composition des nœuds et la topologie du réseau.
1.1 Composition des nœuds du réseau de capteurs des lampadaires LED
Le réseau de lampadaires à LED se compose d'un certain nombre de lampadaires régulièrement espacés, et chaque lampadaire à LED est un nœud de communication du réseau pour construire un réseau de capteurs sans fil. Comme le montre la figure 1, afin de construire la composition du nœud de lampadaire LED du réseau de capteurs sans fil, en plus du circuit de la partie éclairage, il existe également des circuits supplémentaires tels que l'échantillonnage de courant LED, la détection de luminance LED et le contrôle PWM. de luminance LED. Chaque lampadaire LED est à la fois un nœud de capteur et un nœud de routage réseau ; Chaque nœud contient un microcontrôleur (MCU, tel que cc2530), doté d'une fonction de communication RF, qui peut à la fois envoyer et recevoir des signaux ; Chaque nœud possède un numéro d'identification unique de 32 bits (bits). Grâce à l'utilisation des normes de protocole IEEE 802.15.4 dans la couche physique et la couche MAC, combinées au protocole de la couche réseau et de la couche application, tous ces nœuds sont organiquement combinés pour former un réseau de capteurs sans fil de lampadaires LED. Étant donné que certains protocoles de couche réseau et de couche application existants tels que Zigbee, RF4CE, etc., ne sont pas très adaptés aux applications réseau de capteurs d'éclairage public à LED, il est nécessaire de repenser les protocoles de couche réseau et de couche application.
1.2 Topologie du réseau
Selon la loi de distribution des lampadaires à LED, chaque lampadaire à LED constitue un réseau de communication sans fil en tant que nœud de réseau, et sa topologie est illustrée à la figure 2. (a) est le diagramme de topologie du signal point par point (saut unique ) transmission par relais, et (b) est le schéma topologique de la transmission par relais au point de séparation des signaux (double saut). Pour faciliter la conception et la discussion des protocoles d'application réseau suivants, les définitions suivantes sont faites :
(1) Tous les nœuds peuvent être divisés en 2 catégories, à savoir les nœuds de lampadaires LED (appelés nœuds LED, tels que a1 a2... an, b1, b2... bn) et les nœuds de contrôleur d'éclairage public (appelés nœuds LED). comme nœuds de contrôle, tels que a, b);
(2) La distance entre les nœuds adjacents est L et le rayon de couverture du signal sans fil de chaque nœud est supérieur ou égal à 2L ;
(3) Selon la position relative du nœud, le nœud peut être divisé en nœud précurseur et nœud successeur. Le nœud prédécesseur est proche du contrôleur et le nœud successeur est éloigné du contrôleur. Par exemple, a1 est le nœud précurseur de a2 et a3 est le nœud successeur de a2. De même, b2 est le nœud précurseur de b4, b6 est le nœud successeur de b4, et ainsi de suite.
(1) Tous les nœuds peuvent être divisés en 2 catégories, à savoir les nœuds de lampadaires LED (appelés nœuds LED, tels que a1 a2... an, b1, b2... bn) et les nœuds de contrôleur d'éclairage public (appelés nœuds LED). comme nœuds de contrôle, tels que a, b);
(2) La distance entre les nœuds adjacents est L et le rayon de couverture du signal sans fil de chaque nœud est supérieur ou égal à 2L ;
(3) Selon la position relative du nœud, le nœud peut être divisé en nœud précurseur et nœud successeur. Le nœud prédécesseur est proche du contrôleur et le nœud successeur est éloigné du contrôleur. Par exemple, a1 est le nœud précurseur de a2 et a3 est le nœud successeur de a2. De même, b2 est le nœud précurseur de b4, b6 est le nœud successeur de b4, et ainsi de suite.
4) Entre le nœud de contrôle et le nœud LED, les nœuds LED entre eux, tant que le signal sans fil peut être couvert, peuvent communiquer entre eux, il n'est pas nécessaire de configurer une station de base ou un dispositif spécial de coordination de routage .
(5) Le numéro d'identification unique de 32 bits de chaque nœud se compose de deux parties, à savoir l'ID du réseau et l'adresse (numéro) du nœud, toutes deux de 16 bits. L'ID réseau de tous les nœuds du même réseau de lampadaires est le même ; En partant du nœud de contrôleur, les adresses des nœuds sont classées par ordre croissant.
(5) Le numéro d'identification unique de 32 bits de chaque nœud se compose de deux parties, à savoir l'ID du réseau et l'adresse (numéro) du nœud, toutes deux de 16 bits. L'ID réseau de tous les nœuds du même réseau de lampadaires est le même ; En partant du nœud de contrôleur, les adresses des nœuds sont classées par ordre croissant.
