專利名稱：一種城市路燈移動手持設(shè)備控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市路燈移動手持設(shè)備控制方法。
背景技術(shù)：
隨著我國城市建設(shè)、小城鎮(zhèn)建設(shè)的速度越來越快，城市照明建設(shè)作為體現(xiàn)城市形 象的作用日益明顯，同時城市照明的管理范圍日益擴大；城市的快速發(fā)展對道路照明以及 景觀照明提出了更高、更新的要求，這就使得城市照明的管理難度越來越大，運營成本也在 不斷提高，同時城市路燈照明系統(tǒng)中存在大量的電能浪費情況。傳統(tǒng)的控制方法以分散時控方式為主，即在路燈配電箱中安裝定時器，按預(yù)定的 時間自行開/關(guān)燈；而有些景觀燈開關(guān)通常是人工手動控制方法。傳統(tǒng)的方法既不能及時 調(diào)整開/關(guān)燈的時間，更無法及時反映照明設(shè)施的運行情況，并且故障率高、維修困難。隨 著城市的不斷發(fā)展，控制范圍越來越大，傳統(tǒng)的控制方法無法及時反映照明設(shè)施的運行情 況，使得維修工作十分被動。運行過程中的故障只有等待巡視人員到達(dá)現(xiàn)場才能發(fā)現(xiàn)，或者 被動地等待市民的電話反映，因此難以做到及時維修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了 一種城市路燈移動手持設(shè)備控制方法。本發(fā)明所使用的硬件包括微處理器模塊、zigbee射頻模塊、電源管理模塊、觸摸屏 模塊、IXD顯示屏模塊和存儲器模塊。微處理器模塊分別與zigbee射頻模塊、IXD顯示屏模 塊、觸摸屏模塊和存儲器模塊連接，電源管理模塊為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定電流。微處理器模塊采用ST公司的STM32F103VCT6低功耗處理器，用于控制zigbee射 頻模塊與路燈節(jié)點的通信，并對路燈節(jié)點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。zigbee射頻模塊采用SPZB260模塊，用于實現(xiàn)移動手持設(shè)備與路燈節(jié)點間的通 信。該模塊通過SPI接口與STM32F103VCT6處理器互連，支持2. 4GHzzigbee/IEEE802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)，可通過自定義的通信協(xié)議與路燈節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的傳輸。電源模塊使用3. 7V，2800MA鋰電池供電，通過TI的TPS61221電源芯片穩(wěn)壓成 3. 3V給系統(tǒng)供電，非常適用于便攜式電子設(shè)備的緊湊設(shè)計。同時通過STM32F103VCT6的ADC 對鋰電池的電壓進(jìn)行檢測，能實時顯示電量，并在電量不足時報警，提醒操作者及時保存數(shù) 據(jù)。電池容量能根據(jù)用戶需求做出設(shè)當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以保證操作者戶外長時間使用。存儲器模塊使用三星的NAND FLASH系列芯片，通過FSMC控制總線與 STM32F103VCT6進(jìn)行通信，F(xiàn)LASH容量可以根據(jù)道路上燈的多少進(jìn)行更換，最大可擴展至 8GB,能滿足各種道路的需求，方便存儲路燈信息。觸摸屏模塊使用具有低功耗和高速率等特性的ADS7843芯片，ADS7843是TI公 司生產(chǎn)的四線電阻觸摸屏轉(zhuǎn)換接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取樣模數(shù)轉(zhuǎn) 換器。在125KHz吞吐速率和2. 7V電壓下的功耗為750 μ W，而在關(guān)閉模式下的功耗僅為0. 5 μ W，節(jié)能省電，使設(shè)備能更長時間的操作。IXD顯示屏模塊采用夏普3. 5寸262Κ色(18位色)帶背光TFT屏，該屏分辨率 為 320X240，其驅(qū)動芯片為 SSD2119，通過 STM32F103VCT6 的 FSMC 總線中的 MPU Parallel 8080-series Interface與STM32F103VCT6通信，顯示效率高，能滿足用戶操作需要。本發(fā)明首先需要初始化硬件驅(qū)動程序，包括微處理器模塊的驅(qū)動、觸摸屏模塊驅(qū) 動、LCD顯示屏模塊驅(qū)動和zigbee射頻模塊中的協(xié)議棧。本發(fā)明中具有GUI系統(tǒng)，它的作 用是在顯示屏上顯示相關(guān)信息的圖形用戶界面，該GUI系統(tǒng)采用實驗室自主開發(fā)的輕量級 的、支持嵌入式設(shè)備的HGUI系統(tǒng)，使移動式手持設(shè)備界面友好、運行穩(wěn)定。而且需要完成的 操作可以通過觸摸屏輸入，使操作非常方便。本發(fā)明方法的步驟步驟⑴路燈移動手持設(shè)備申請加入zigbee網(wǎng)絡(luò)。具體是該設(shè)備首先向 zigbee網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點路燈發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)請求命令，主節(jié)點路燈收到此命令進(jìn)行判斷，如 果滿足設(shè)定的條件，則允許該設(shè)備加入，并向該設(shè)備發(fā)送網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(panID)、設(shè)備網(wǎng)內(nèi)地址 (nodeID)；如果不滿足設(shè)定的條件，則等待該設(shè)備再次發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)請求命令。步驟(2)路燈鎖定在進(jìn)行路燈鎖定之前，工作人員需要手持本移動手持設(shè)備站 在距離目標(biāo)路燈最近的區(qū)域，表示欲鎖定和控制該節(jié)點路燈，按下設(shè)備上的路燈鎖定按鍵， 若反饋回來鎖定成功，那么即可進(jìn)行相應(yīng)的路燈控制操作。按下路燈鎖定鍵，激活手持設(shè)備鎖定功能，手持設(shè)備執(zhí)行以下步驟1)該設(shè)備廣播發(fā)送鎖定(LOCK)命令，命令中包含覆蓋半徑radius。2) zigbee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點路燈的無線zigbee模塊收到該設(shè)備的廣播命令后，產(chǎn)生 一個L0CK_REPLY應(yīng)答，該應(yīng)答包括網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識、節(jié)點類型、節(jié)點狀態(tài)、接收的信號強度指示 (RSSI)；所述的節(jié)點類型包括路由器和協(xié)調(diào)器。3)該設(shè)備接收到設(shè)定覆蓋半徑范圍內(nèi)的廣播應(yīng)答，根據(jù)指定的鎖定策略，選擇待 鎖定的節(jié)點路燈。所述的鎖定策略如下設(shè)計a 根據(jù)信號強度指示進(jìn)行鎖定，RSSI值越大，代表節(jié)點路燈離手持設(shè)備越近，節(jié) 點路燈越有可能是待鎖定的節(jié)點路燈。b 待鎖定的節(jié)點路燈的類型是路由器。c 待鎖定的節(jié)點路燈所在的網(wǎng)絡(luò)與該設(shè)備處于同一網(wǎng)絡(luò)。解鎖時，只需要走到預(yù)配置的另外一個燈下，按下鎖定鍵，即鎖定下另外的路燈， 原路燈就自動解鎖了。步驟(3)修改節(jié)點路燈的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)因為出廠設(shè)置的物理路燈號都為0x00，所以 主要是修改路燈的物理路燈號，物理燈號是路燈所在物理位置的編號，通過此編號可確定 路燈的實際位置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路燈損壞時通過此編號可以方便查找到路燈。具體方法是，路燈移 動手持設(shè)備配置節(jié)點路燈的物理路燈號，然后通過無線zigbee模塊發(fā)送到待鎖定的節(jié)點 路燈，節(jié)點路燈將更新物理路燈號。步驟(4)查看并設(shè)置節(jié)點路燈狀態(tài)信息在路燈移動手持設(shè)備中設(shè)置節(jié)點路燈信 息查看命令，該命令主要應(yīng)用ezspSendUnicastO函數(shù)實現(xiàn)，并通過無線zigbee模塊發(fā)送 到已鎖定的節(jié)點路燈，等待該鎖定的節(jié)點路燈的反饋信息，反饋信息包括開關(guān)狀態(tài)、損壞信息、輸入電流、輸出電流和路燈亮度，當(dāng)反饋信息發(fā)送至路燈移動手持設(shè)備后，上述信息將 反映在該設(shè)備顯示屏上。路燈移動手持設(shè)備也可以設(shè)置路燈狀態(tài)，該設(shè)備設(shè)置開/關(guān)燈命 令或亮度調(diào)節(jié)命令，通過無線zigbee模塊發(fā)送到被鎖定的節(jié)點路燈，可以控制被鎖定的節(jié) 點路燈的開關(guān)和亮度。步驟(5)對節(jié)點路燈進(jìn)行測試目前有兩種測試方法，一種測試是使節(jié)點路燈產(chǎn) 生閃爍效果，具體方法是路燈移動手持設(shè)備通過無線zigbee模塊周期性地向已鎖定的節(jié) 點路燈交替發(fā)送開燈命令和關(guān)燈命令，這樣節(jié)點路燈就會交替的開關(guān)，產(chǎn)生閃爍的效果，當(dāng) 然可以設(shè)定更小的時間間隔使閃爍加快；另一種測試是使節(jié)點路燈產(chǎn)生漸變效果。具體方 法是路燈移動手持設(shè)備設(shè)置一組節(jié)點路燈亮度調(diào)節(jié)命令，設(shè)定的亮度值由大到小，通過無 線zigbee模塊將這組命令發(fā)送至已鎖定的節(jié)點路燈，已鎖定的節(jié)點路燈收到該組命令并 順序執(zhí)行該組命令中的所有命令，執(zhí)行的效果是路燈由亮逐漸變暗。路燈測試可以檢測出 路燈是否損壞、網(wǎng)絡(luò)是否通暢等。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果本發(fā)明基于zigbee無線通信方式設(shè)計的移動手持設(shè)備，可將路燈實時采集到的 信息，如開關(guān)狀態(tài)、損壞信息、輸出百分比、變壓器溫度、輸入/輸出電流、輸入/輸出電壓 等，通過zigbee無線通信的方式將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至該移動手持式設(shè)備；同時路燈節(jié) 點可接收手持式設(shè)備發(fā)出的控制指令，并根據(jù)指令要求進(jìn)行相關(guān)的操作(包括分配物理燈 號、路燈測試等)。具體來說，在zigbee路燈無線網(wǎng)絡(luò)中引入手持設(shè)備，有以下優(yōu)勢1.路燈控制簡單靈活。若要控制或測試一盞路燈，只需要手持本發(fā)明走到待操作 路燈燈下，即可完成對該燈的鎖定。通過手持設(shè)備高效率、界面友好的GUI系統(tǒng)，可以輕松 完成對鎖定路燈的控制和測試。2.系統(tǒng)魯棒性強。能滿足城市突發(fā)狀況時的路燈照明要求；在服務(wù)器端無法操 作路燈網(wǎng)絡(luò)時，起到臨時性的城市路燈開關(guān)燈需求，增強了系統(tǒng)的健壯性；同時，解決了 zigbee網(wǎng)絡(luò)在出廠設(shè)置一致時建網(wǎng)時的網(wǎng)絡(luò)ID沖突。3.適用范圍廣泛。本移動式手持路燈管理設(shè)備可適用于任何采用zigbee無線路 燈組網(wǎng)的城市路燈系統(tǒng)，一個手持式路燈管理設(shè)備便可以管理一個城市內(nèi)所有道路上的所 有路燈。4.數(shù)據(jù)處理速度快，功能強。本發(fā)明使用32位高性能的STM32F103VCT6作為處理 器，該MCU集成了 ARM CortexM3內(nèi)核，具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，同時增強了系統(tǒng)可靠性并 有利于今后的系統(tǒng)升級和功能更新。5.電路結(jié)構(gòu)清晰，工作穩(wěn)定可靠。節(jié)點設(shè)備各功能模塊和接口定義清晰，其中 STM32F103VCT6處理器作為整個節(jié)點設(shè)備的控制中心，協(xié)調(diào)各功能模塊完成數(shù)據(jù)的通信、處 理及傳輸功能。6.維護(hù)成本低相對于現(xiàn)有的路燈管理方式，該方式提高了路燈管理和維護(hù)者的 工作效率，實現(xiàn)了一站式的無紙化辦公，即節(jié)約了電費，又降低了人力成本。


圖1是本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的工作時序示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的基于zigbee的路燈移動手持設(shè)備作進(jìn)一步描述。如圖1所示，該硬件設(shè)備包括電源管理模塊1、微處理器模塊2、TFT-IXD模塊3、觸 摸屏模塊4、zigbee射頻模塊5 (選用SPZB260)、存儲器模塊6、按鍵模塊7和USB模塊8。 TFT-LCD模塊3、觸摸屏模塊‘zigbee射頻模塊5 (選用SPZB260)、存儲器模塊6、按鍵模塊 7和USB模塊8構(gòu)成外設(shè)。電源管理模塊包括一塊3. 7V的鋰電板1-2，經(jīng)過TPS61221為核心的電壓轉(zhuǎn)換電 路模塊1-3，穩(wěn)壓為3. 3V給上述所有模塊供電。手持設(shè)備可通過BQ2057芯片1_1對鋰電 板1-2進(jìn)行充電，該芯片是美國TI公司生產(chǎn)的先進(jìn)鋰電池充電管理芯片，非常適用于便攜 式電子儀器的緊湊設(shè)計。微處理器模塊采用STM32F103VCT6微處理單元。ST公司的STM32F103VCT6微處理 芯片基于ARM Cortex TM-M3內(nèi)核、哈佛總線結(jié)構(gòu)，其控制器具有強大的處理能力和豐富的 片內(nèi)外設(shè)。在待機模式下，典型的耗電值僅為2UA，非常適合電池供電的手持式設(shè)備應(yīng)用； 該芯片內(nèi)部集成48K的RAM和256K的FLASH，可以滿足一般條件下需求。其中，微處理器 模塊通過SPIl與觸摸屏芯片ADS7843進(jìn)行通信，ADS7843是基于四線的電阻式觸摸屏，完 成了對觸摸事件的響應(yīng)；通過FSMC控制總線讀寫K9WAG08U1A FLASH芯片(存儲器模塊)， FLASH芯片用于從上位機導(dǎo)入數(shù)據(jù)；無線zigbee模塊采用ST公司的SPZB260，集成了最新 的zigbee 2007 Pro協(xié)議，通過SPI2接口與STM32進(jìn)行通信；LCD顯示屏采用集成了電源 電路設(shè)計、門驅(qū)動和源驅(qū)動芯片的SSD2119模塊，通過FSMC控制總線與STM32主芯片進(jìn)行通信。圖2為本發(fā)明的工作時序示意圖。J0INNETW0RK表示手持設(shè)備通過 emberJoinNetworkO函數(shù)發(fā)送申請加入網(wǎng)絡(luò)請求，zigbee網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點收到此命令后 進(jìn)行回復(fù)，REPLY中包括本網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(panID)和設(shè)備的網(wǎng)內(nèi)地址；手持設(shè)備發(fā)送廣播 命令，zigbee網(wǎng)絡(luò)中的路燈收到該命令后反饋給手持設(shè)備鎖定路燈所需要的信息，手持設(shè) 備根據(jù)BR0AD_REPLY反饋的信息確定鎖定的路燈，這里假設(shè)鎖定路燈A ；ASSIGN表示設(shè)置 路燈A的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，出廠設(shè)置的物理路燈號為0x00，根據(jù)路燈所在的物理位置設(shè)置此路燈 的物理路燈號，ASSIGN_REPLY表示設(shè)置完成后反饋給手持設(shè)備的確認(rèn)信息，如果返回1則 表示成功，如果返回0則表示失敗；GET_INF0表示通過設(shè)置查看路燈狀態(tài)命令獲得路燈A 的工作狀態(tài)信息，GET_REPLY表示路燈A反饋的工作狀態(tài)，包括開/關(guān)狀態(tài)、損壞信息、輸入 電流、輸出電流、路燈亮度，這些信息會反映在本設(shè)備的顯示屏上；SET_INF0表示手持設(shè)備 設(shè)置路燈A的開/關(guān)和亮度值，SET_REPLY返回路燈A按照手持設(shè)備要求完成操作后的結(jié) 果，返回值1表示成功，返回值0表示失??；TEST表示對路燈進(jìn)行測試，目前有兩種測試方 法，一種測試是使路燈產(chǎn)生閃爍效果，具體實施方式
是路燈移動手持設(shè)備每秒鐘通過無線 zigbee模塊向路燈A交替發(fā)送開燈命令和關(guān)燈命令，這樣路燈就會交替的開關(guān)，產(chǎn)生閃爍 的效果；另一種測試是使路燈產(chǎn)生漸變效果。
具體實施方式
是路燈移動手持設(shè)備設(shè)置一組 路燈亮度調(diào)節(jié)命令，設(shè)定的亮度值由大到小，通過無線zigbee模塊將這組命令發(fā)送出去，被鎖定路燈收到命令后執(zhí)行的效果是路燈由亮逐漸變暗。TEST—REPLY返回路燈A每執(zhí)行完 一個命令后的結(jié)果，如果返回1則表示成功，如果返回0則表示失敗。通過路燈測試可以檢 測出路燈是否損壞、網(wǎng)絡(luò)是否通暢等。
權(quán)利要求
1. 一種城市路燈移動手持設(shè)備控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟 步驟(1)路燈移動手持設(shè)備申請加入Zigbee網(wǎng)絡(luò)；具體方法是路燈移動手持設(shè)備設(shè) 備首先向zigbee網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點路燈發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)請求命令，主節(jié)點路燈收到此命令進(jìn) 行判斷，如果命令滿足設(shè)定的條件，則允許該設(shè)備加入，并向該設(shè)備發(fā)送網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和設(shè)備網(wǎng) 內(nèi)地址；如果命令不滿足設(shè)定的條件，則等待該設(shè)備再次發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)請求命令； 步驟(2)路燈鎖定，具體方法為1)路燈移動手持設(shè)備廣播發(fā)送鎖定命令，該命令中包含覆蓋半徑；2) zigbee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點路燈的無線zigbee模塊收到廣播命令后，產(chǎn)生應(yīng)答，該應(yīng)答包括 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識、節(jié)點類型、節(jié)點狀態(tài)和接收的信號強度指示；所述的節(jié)點類型包括路由器和協(xié)調(diào)器；3)路燈移動手持設(shè)備接收到設(shè)定覆蓋半徑范圍內(nèi)的廣播應(yīng)答，根據(jù)指定的鎖定策略， 選擇待鎖定的節(jié)點路燈；所述的鎖定策略如下設(shè)計a、根據(jù)信號強度指示進(jìn)行鎖定，接收的信號強度指示值越大，代表節(jié)點路燈離手持設(shè) 備越近，節(jié)點路燈越有可能是待鎖定的節(jié)點路燈；b、待鎖定的節(jié)點路燈類型是路由器；C、待鎖定的節(jié)點路燈所在的網(wǎng)絡(luò)與路燈移動手持設(shè)備處于同一網(wǎng)絡(luò)； 步驟(3)修改節(jié)點路燈的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，具體方法為路燈移動手持設(shè)備配置節(jié)點路燈的 物理路燈號，然后通過無線zigbee模塊發(fā)送到待鎖定的節(jié)點路燈，節(jié)點路燈將更新物理路 燈號；步驟(4)查看并設(shè)置節(jié)點路燈狀態(tài)信息；查看節(jié)點路燈狀態(tài)信息的具體方法為在路燈移動手持設(shè)備中設(shè)置節(jié)點路燈信息查 看命令，通過無線zigbee模塊發(fā)送到已鎖定的節(jié)點路燈，等待該鎖定的節(jié)點路燈的反饋信 息，反饋信息包括開關(guān)狀態(tài)、損壞信息、輸入電流、輸出電流和路燈亮度，當(dāng)反饋信息發(fā)送至 路燈移動手持設(shè)備后，上述信息將反映在路燈移動手持設(shè)備顯示屏上；設(shè)置節(jié)點路燈狀態(tài)信息的具體方法為路燈移動手持設(shè)備設(shè)置開命令、關(guān)燈命令或亮 度調(diào)節(jié)命令，通過無線zigbee模塊將上述命令發(fā)送到被鎖定的節(jié)點路燈，實現(xiàn)控制被鎖定 的節(jié)點路燈的開關(guān)或亮度；步驟(5)對節(jié)點路燈進(jìn)行測試測試的方法有兩種，一種測試是使節(jié)點路燈產(chǎn)生閃爍 效果，另一種測試是使節(jié)點路燈產(chǎn)生漸變效果；使節(jié)點路燈產(chǎn)生閃爍效果的方法為路燈移動手持設(shè)備通過無線zigbee模塊周期性 地向已鎖定的節(jié)點路燈交替發(fā)送開燈命令和關(guān)燈命令；使節(jié)點路燈產(chǎn)生漸變效果的方法為路燈移動手持設(shè)備設(shè)置一組節(jié)點路燈亮度調(diào)節(jié)命 令，設(shè)定的亮度值由大到小，通過無線zigbee模塊將這組命令發(fā)送至已鎖定的節(jié)點路燈， 已鎖定的節(jié)點路燈收到該組命令并順序執(zhí)行該組命令中的所有命令，實現(xiàn)使節(jié)點路燈產(chǎn)生 漸變效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市路燈移動手持設(shè)備控制方法。現(xiàn)有的路燈控制主要依賴于人工，且不能根據(jù)實際情況進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)。本發(fā)明方法首先由路燈移動手持設(shè)備申請加入zigbee網(wǎng)絡(luò)；其次是對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路燈鎖定，鎖定策略如下根據(jù)信號強度指示進(jìn)行鎖定，接收的信號強度指示值越大，代表節(jié)點路燈離手持設(shè)備越近，路燈越有可能是待鎖定的路燈；待鎖定節(jié)點路燈的類型是路由器；待鎖定路燈所在的網(wǎng)絡(luò)與該設(shè)備處于同一網(wǎng)絡(luò)；然后修改節(jié)點路燈的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，最后查看并設(shè)置節(jié)點路燈狀態(tài)信息。本方法使路燈的控制更加智能、快捷、簡單，減少路燈管理投入的同時降低了能耗。
文檔編號H05B37/02GK102006700SQ20101027208
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者任彧 申請人:杭州電子科技大學(xué)