基于无线通信系统的数字化无极荧光灯照明应用

线协议很难适应无线通信设备的低*费、低能量和高容错性等的要求，故ZigBee 技术进行了一定的扩展提高， 即应用IEEE 处理低级MAC 层和物理层协议，而其则针对网络层协议和API 进行了标准化。其中网络层采用平面路由协议，嵌入泛洪算法结合"闲聊"策略，具有短距离、低速率但高效、便利的特点。我公司采用的单灯通讯模块的单方向上限传输距离为120米，即每个路灯会与其最接近的6 ～ 10 个路灯进行相互通信传输信息( 两侧路灯共240 米的范围)。

　　这样保证了在某个路灯故障时，不会影响整个链条的信息指令传递。同时可铺设及扩展高达几千个的网络控制节点。

　　通讯模块除设有天线、短程通讯接发收设备外，更配置了一个16 位工业用MCU 核( 如图2. c 所示)。其工作于16MHz 时性能高达16MIPS，保证外部通信速率和内部指令执行速率均高效、无障碍化。

　　同时内部具有A /D 转换、定时/ 计数、PWM 及中断功能，均可通过I /O 口加以实现，从而使得电子镇流器等开关电源控制模拟量仅需要普通光耦即可与其衔接。同时，内部具有JTAG 仿真功能( 与IEEE1149. 1 标准兼容) ，可以进行PC 仿真并检测状态，从而使各类状态模拟成为可能。

　　每个群组通过群组控制器执行并记录信息，即完成了对一条道路照明的直接控制。而通过对不同群组控制器的再编址方式，既可以通过一个中央控制站对一个大面积区域( 例如一个城市) 的所有路灯( 多个路灯群组) 进行集中控制。其中群组控制器与本地控制主机采用长程通信方式。通信频率采用国际认可的2. 4GHz 微波频率段进行设定。可选择FSK + DSSS 来避免带内多径干扰。FSK 调制具有设备简单、调制和解调方便等优点，并且具有较好的抗多径时延性能; DSSS 系统采用伪随机码的相关解扩，只要多径时延大于一个伪随机码的码片，多径就构不成干扰，反而可以利用这一干扰能量来提高系统性能。同时还具有低功率、可迅速组网而不影响群组内软硬件设备等特点。

图4 群组控制与中央总控制的信息传递示意图

图5 基础控制流程示意图

　　而本地主机进一步可通过互联网与其他地区的主机进行通信。即可保证在其他地方可以很清晰的查看该地区的路灯控制情况。这一特点具有如下好处:

　　1、任何地区任何时候均对路灯监控进行透明化处理，保证客户和厂家信息对称一致;

　　2、便利于各地路灯处的管理和控制，做到控制精细化，节能效果实际化;

　　3、有利于形成范围更广的统一集中管理;

　　3 城市道路照明的应用可行性

　　由于无极灯本身具有较高光效、较高显色性、低光衰、白光照明的特点，所以能很明显的体现出"综合节能"的特点。即与同类型其他光源产品相比较，具有较为明显的综合参数指标优势( 例如，与高压钠灯比较则光效稍低的情况下具有白光、高显色性和低光衰的特点; 而与金卤灯相比较，则具有光效稍高、显色性更好和低光衰的特点)。而通过特制的无极灯路灯反光器，可以有效的形成整灯蝙蝠翼的配光曲线形状( 最大光强角度示具体灯具不同而有差异) ， 使得无极灯路灯在保证整灯效率不低于65% 的前提下，照度均匀度在规定路灯情况下完全达到国家相关标准。

　　而配置了无线通信控制系统，则由于可以实现定时和分段调光等智能化操作，保证相对现有路灯照明系统具有至少30% 的节能效果。即保证了从照明产品到照明方式上双重节能的目的。

图6 部分LVD 无极灯路灯样品实物图
( a. b. c. 为三种不同款式路灯实物，d. 为A 中路灯产品的子午面配光曲线图)

　　4 结语

　　无极荧光灯作为一种目前被广泛推广的照明产品，如何更有效的利用其自身优势在绿色照明领域大展拳脚是摆在无极灯厂商以及科研院所面前的核心问题。上海宏源照明电器有限公司通过将无极灯照明系统匹配无线通讯系统控制，使得提供给客户的综合化节能方案更加智能化和便利化，做出了开拓性的尝试。相信这一统一的路灯控制平台，将会把无极灯的各方面优势体现的淋漓尽致。