一种基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及道路智能照明和监控应用技术领域，尤其是一种基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统。
【背景技术】
[0002]道路照明和监控是重要的城市基础设施，能够有效的改善交通条件，提高社会治安水平和美化市容市貌，给人们的生产和生活带来极大的便利。随着社会经济的不断发展，人们更加重视生活的质量和城市的品味，对道路照明和监控的要求不断提升，将ZigBee无线传感器网络和新一代4G无线通信技术应用到道路照明和监控领域，能够很好的满足人们对道路照明和监控的需求，一方面使得道路照明和监控能够更加智能，环保和节能，智能调节道路照明方式，有效的监视城市的空气质量，车流量等，对道路进行视频监控，通过智能设备远程查询这些信息，为人们提供方便，快捷和安全的生活环境；另一方面使得道路照明和视频监控能够结合起来，通过4G通信技术和ZigBee无线传感器网络技术对道路进行远程无线视频监控，有效的检测灯具参数，对参数进行远程智能故障检测和定位，给道路照明和监控的施工，管理和维护带来极大的方便。
【发明内容】
[0003]现有技术难以满足人们的生产生活需要，为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统，它对环境、交通状况进行实时监测。同时能够通过个人电脑和移动智能设备远程查询照明，监控，环境和交通信息。
[0004]为实现该技术目的，本发明采用的技术方案是:一种基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统，包括ZigBee终端节点，ZigBee路由节点，ZigBee协调节点，集中器，显示屏，图像采集模块，4G模块，服务器，web客户端和智能设备客户端；所述ZigBee终端节点和ZigBee路由节点通过ZigBee协调节点与集中器连接；所述图像采集模块连接集中器；所述集中器通过4G模块连接互联网；所述智能设备客户端连接服务器和互联网；所述web客户端通过服务器连接互联网。
[0005]所述ZigBee终端节点包括GPS模块，PM2.5采集模块，LED照明和控制模块，车流量检测模块，光敏和红外模块和ZigBee芯片(MC13224)。ZigBee芯片的通信模式为终端节点模式。
[0006]所述ZigBee路由节点包括GPS模块，PM2.5采集模块，LED照明和控制模块，车流量检测模块，光敏和红外模块和ZigBee芯片(MC13224) ；ZigBee芯片的通信模式为路由器模式。
[0007]所述ZigBee协调节点包括GPS模块，PM2.5采集模块，LED照明和控制模块，车流量检测模块，光敏和红外模块和ZigBee芯片(MC13224)。ZigBee芯片的通信模式为协调器模式。
[0008]所述集中器包括LPC1788嵌入式系统及其外围电路，通过HPI接口与图像采集模块通信，通过SPI接口控制显示屏，通过串口与ZigBee协调节点通信，通过4G模块与互联网进行通信。
[0009]所述的4G模块包括:移动4G网络通信芯片及其外围电路。
[0010]所述显示屏包括IXD显示器及其驱动电路。
[0011]所述图像采集模块包括高清摄像头及其驱动电路和DPS图像处理系统及其周边电路。
[0012]所述的服务器包括:主板、CPU、内存条、硬盘及其服务系统。
[0013]所述的web客户端包括:Web服务器软件、服务器电脑、输入网页与输出网页；所述的Web服务器软件需安装在服务器电脑中，并对软件做好正确的配置。
[0014]所述的手机客户端软件包括:基于安卓系统及苹果系统下开发的一款手机客户端软件。其中它既能实时监测与控制路灯运行状态，同时还能查询环境，交通和视频监控信息。
[0015]其中，所述GPS模块为GPS接收芯片及其外围电路。
[0016]其中，所述PM2.5采集模块为PM2.5数据采集芯片及其外围电路。
[0017]其中，所述LED照明和控制模块为LED驱动电路和PMW调光模块。
[0018]其中，所述车流量检测模块为车流量检测雷达芯片及其外围电路。
[0019]其中，所述光敏和红外模块为光强检测芯片及其外围电路，红外人体检测芯片及其外围电路。
[0020]其中，ZigBee芯片使用MC13224，芯片主要包括以ARM7内核的MCU和数据无线发送和接收模块。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:该基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统
[0022]1.市政亮化、节能减排:使用低功耗LED进行市政照明，有效降低了市政照明的能耗，通过智能终端和客户端提高开/关灯的可靠性和可检查性，避免白天亮灯、晚上熄灯情况的出现。可以预置合理的开关灯时间方案，在满足对城市照明的需求时，有效地减少了开灯时间，从而节约了大量的电能。提高电网设备和灯具寿命。
[0023]2.为人们的生活提供便利:能够采集环境质量参数，车流量信息，温度等，能够实时显示这些数据，人们也可通过智能设备进行远程查询，给人们的生产和生活提供方便。
[0024]3.提高城市路灯照明管理水平:系统能对路灯进行智能控制，实时采集路灯运行参数和环境采集，并通过无线通信方式传输至服务器，为城市路灯的控制调度指挥与规划决策提供强大实用的手段，全面提高城市路灯综合控制管理的效率，使用智能终端和客户端对路灯数据进行实时查询可以节约大量的人力和物力。
[0025]4.提高交通安全和社会治安水平:通过对市政路灯照明系统的改造，合理布灯、开灯并结合视频监控，使城市各街道、小巷的路灯合理的亮起来，避免一些地区无灯或“半夜灯”带来午夜后整个地区一片漆黑，给人们的夜间出行带来不便的现象，极大的减少视频监控盲区，提高监控视频的质量，可明显减少交通安全事故和乘黑作案的发生，提高交通安全和社会治安；
[0026]整体结构简单，设计新颖，实用性强，易于推广使用。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的系统结构示意图；
[0028]图2为本发明的终端和路由节点示意图；
[0029]图3为本发明的集中器示意图；
[0030]图4为本发明的图像采集模块示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]请参阅说明书附图1?4，本发明实施例中，一种基于ZigBee和4G技术的智能道路照明和监控系统，包括ZigBee终端节点，ZigBee路由节点，ZigBee协调节点，集中器，显示屏，图像采集模块，4G模块，服务器，web客户端和智能设备客户端；所述ZigBee终端节点和ZigBee路由节点通过ZigBee协调节点与集中器连接；所述图像采集模块连接集中器；所述集中器通过4G模块连接互联网；所述智能设备客户端连接服务器和互联网；所述web客户端通过服务器连接互联网。
[0033]如图1所示，基于无线传感器网络技术的智能道路照明和监控系统包括1#道路设备101、2#道路设备102、N#道路设备103、集中器4、图像采集模块5、互联网6、服务器7、智能设备客户端8、Web/客户端用户9。具体如图一所示，各道路设备主要用于通过ZigBee协议进行自检测、自调节、自组网，并通过建立的无线传感器网络采集道路区域的环境、车流量，光强，人流量，GPS信息数据，并可以控制，调节LED路灯和采集路灯运行参数，相关信息通过串口传输到集中器。图像采集模块将图片和视频信息通过HPI接口传输到集中器。集中器对数据进行相应处理发出指令强调区域内路灯的运行状态以便满足当时的工作需求，并将信息通过显示屏进行实时显示，同时将信息通过4G模块上传至服务器，服务器主要用于相关数据的存储和统计，并可向工作人员发出主动报警信息，工作人员和用户可以通过相关Web/客户端或者是智能设备APP对服务器数据进行分析和查询。
[0034]如图2所示，本发明的终端节点、路由节点和协调节点都包含有GPS模块10，PM2.5采集模块11，LED照明和控制模块12，车流量检测模块13，光敏和红外模块14和ZigBee芯片(MC13224) 15。GPS模块10使用U-BLOX NEO-6M模组，可以高效稳定接收到GPS位置信息。PM2.5采集模