浅析ZigBee在路灯控制系统中的应用

物联网时代到来，城市交通自动化智能化要求全面升级。传统路灯逐渐被取代，新型的智能路灯控制系统稳定性、可靠性、便捷性受到越来越多的关注。

通常路灯控制系统中，路灯为太阳能供电，要求功耗严格，路灯节点20-200米距离不等，每个系统网络中，网关下属路灯数控制在1000盏以内，现场施工要求操作简单方便。

图1 路灯实景图

项目方案

此项目方案，由ZLG致远电子控板作为路灯系统集中控制器，使用GPRS/4G技术与远程服务器中心建立连接，通过ZigBee无线网络对现场灯光进行控制，同时接受路灯节点返回的路灯状态数据。

路灯节点：每个路灯上有一个ZLG致远电子ZM系列ZigBee模块，模块既做节点，也是路由，在一定区域内组建一个通讯网络；

网关控制器：网关控制器可直接采用ZLG致远电子工控主机，用于边缘计算，对路灯节点进行控制和数据处理；

数据传输终端：由于网关控制器分布在各个区域，和服务器主机之间通常距离较远，所有的路灯数据又需要统一管理，故采用GPRS/4G DTU的方式，作为搭建局域网和广域网之间的桥梁。

如图所示，各盏路灯采用ZigBee无线网络来控制。

图2 路灯控制系统框图

项目中路灯集中控制器选择ZLG致远电子Cortex-A系列核心板搭载，ZigBee无线模块采取ZM32系列产品。

产品概述

ZM32系列是ZLG致远电子基于 Silicon labs EFR32MG1B 系列无线SoC开发的一系列低功耗、高可靠性的 ZigBee 模块，并提供一个完整的基于 IEEE802.15.4 标准 ISM 频段的应用集成方案。

产品经过系列权威射频仪器的检验和认证，并结合多年的市场经验和该行业用户的实际需求，将无线产品极复杂的通讯协议集成到内置的 MCU 中，支持串口透明传输模式，并集成快捷易用的自组网功能，提供多路可配置的AD、IO、PWM 接口，化繁为简，大幅简化无线产品复杂的开发过程，使您的产品以更低的成本快速投入市场，由于超小的体积和超低功耗设计，在各种智能设备中得到广泛应用。

图3 ZM32模块实物图

产品参数

频率范围：2400~2483.5MHz  

工作电压：2.4~3.8 V  

接收电流：13.5mA  

休眠电流：2.3uA  

发射电流：74mA 

发射功率：19dBm  

接收灵敏度：-99dBm  

传输速率：250kbps  

Ipex 接口、邮票孔焊盘接口  

采用 UART 通信接口  

支持休眠及唤醒  

温度范围：-40~+85℃

快速开发

模块支持串口指令操作模式，串口指令分为永久参数配置和临时参数配置，开放允许组网、禁止组网、查询路由表、踢除节点等更多网络配置，用户仅需操作简单串口数据即可完成无线部分开发。