无线传感器网络技术应用于LED照明的研究

论文摘要

当今，“节能环保、绿色照明”的理念深入人心，有着电量高、光效低、发光强度不可控等缺陷的传统道路照明逐渐被拥有光效高、发光强度和色温可控、耗电量低等优势的LED照明取代。众所周知，人工控制、时控方式和电力线载波控制等传统的道路照明控制方式存在布线繁杂、组网繁琐、维护困难且成本高等不足。如果继续采用传统的道路照明控制方式对LED道路照明进行控制，LED照明节能环保、发光强度和色温可控等优势很难得到充分体现，更无法实现道路照明的智能化。因此，当LED照明被广泛应用到道路照明时，寻求一种适合LED道路照明的现代控制方法已成为迫切要求。本研究通过对国内、外相关文献资料的分析和总结后，提出把无线传感器网络技术应用于LED道路照明。一方面，无线传感器网络的路由方式优越，使组网方便快捷；另一方面，运用无线传感器网络技术弥补了传统道路照明控制方式的缺陷，对道路照明电能的节约大有益处。通过集成在照明节点的传感器采集环境数据，使照明能够根据环境的参数、现场的氛围对LED照明进行智能控制，照明过程中的低功耗，使其更加的节能。本文的研究工作具体包括以下几个方面：（1）研究了国内、外此领域的研究近况，确定了研究思路。（2）结合道路照明的特点，LED光源的特性以及无线传感器网络中网络层的背景知识，设计了两种路由方式，并对其进行了数学理论推导，最终对推导结果进行了模拟仿真。（3）给出了LED道路照明系统硬件设计的方案。把无线传感器网络应用到LED道路照明中可以有效弥补传统控制方式的不足，充分发挥LED照明的优势，进而达到节能环保的目的。本文的研究成果使无线传感器网络技术应用于LED道路照明成为可能，为LED道路照明提供了一种新颖的控制方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容在该领域的水平和发展动态
• 第二章 LED 照明的基础理论
• 2.1 LED 光源的发光原理
• 2.2 白光 LED 的性能指标
• 2.3 LED 照明的优势
• 第三章 照明区域无线传感器网络的路由建立
• 3.1 无线传感器网络的协议栈
• 3.2 路由方案的确立
• 3.2.1 道路照明系统的网络结构
• 3.2.2. 照明区域的路由建立
• 3.2.2.1 路由方式一的建立
• 3.2.2.2 路由方式二的建立
• 3.3 基于路由方式的总发射功率分析
• 3.3.1 基于路由方式一的总发射功率分析
• 3.3.2 基于路由方式二的总发射功率分析
• 3.4 模拟仿真
• 3.4.1 基于路由方式一的总发射功率的模拟仿真
• 3.4.2 基于路由方式二的总发射功率的模拟仿真
• 第四章 LED 道路照明系统的硬件设计方案
• 4.1 照明系统硬件方案的确立
• 4.2 功能模块中芯片的选择
• 4.3 功能模块硬件设计的方案
• 第五章 总结
• 5.1 研究内容的总结
• 参考文献
• 致谢