ZIGBEE无线智能信息处理的LED路灯控制系统设计与开发(4)
（1.） 采集数据
根据以上对风光互补路灯系统的分析和介绍可以知道，要确定某时刻路灯系统的运行状态，需要采集 8 个现场数据：风力发电机的输出电压、电流，光伏电池板的输出电压、电流，蓄电池的端电压、电流和 LED 路灯的端电压，电流。风力发电机和光伏电池板的电压、电流数据反映了当前状态下风能和光能的发电情况。蓄电池的电压、电流数据反映了蓄电池的状态是充电、放电还是断开状态，也间接的反映了整个系统的运行状态。LED 路灯的电压、电流数据则说明了路灯的断开还是开启状态，是路灯系统功效的最直接体现。为了对路灯系统进行进一步深入的分析，有必要对环境参量（如风速、光照强度、温度等）和系统组件的其他参数（如蓄电池的温度等）进行采集，并传送给监控中心，以便进行详细的分析。而环境参量这些数据只需要一个区域采集一组即可。数据采集过程当中由于各种干扰以及环境等因素的影响，可能会出现有些数据误差过大。为了提高数据采集的精度，需要对数据进行优化处理。本系统中采用复合滤波的数字滤波方法对采集数据进行优化处理。这种方式是中值法和算术平均值法的结合。具体方法是对每个数据量进行多次采样，然后按大小排列，去掉最大值和最小值，再把剩下的值加起来取平均值。这种方法具有中值和算术平均值滤波的优点，可以去掉脉冲干扰和单个突发干扰。
（2.） 本地自控
根据定时器和光照强度对路灯进行常规的控制策略。同时通过检测数据，判断系统的运行状态并做出相应的处理，如在风速过大时切断风机，蓄电池过充或过放时自动调整其充电电压等。
（3.） 智能管理蓄电池
根据蓄电池电量的剩余，结合蓄电池工作特性，充分延长蓄电池寿命，做到令M个蓄电池为N盏路灯(N>M)供电的同时，保证每个蓄电池工作在最佳状态，充放电完全。
（4.） 遥控
自动遥控，当接收到主站特殊信号的时候，根据主站的命令去完成路灯开关控制或是其他动作要求。
（5.） 与主站通讯
根据主站命令，定时将远程终端数据传送给总站。一旦终端数据不正常或有其它故障立即将数据传送给总站，以便监控中心作出及时的反应和处理。
2.3 通信网络
本项目中选择 GSM 移动通信网络来实现远程数据的传输，ZIGBEE无线网络实现近端网关与路灯节点间的通讯。
GSM 即全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM 是基于窄带 TDMA10制式，允许在一个射频同时进行 8 组通话。GSM 系统能提供话音、数据、补充业务等多种服务。话音业务是 GSM 系统提供的基本业务，允许用户进行双向通话联系。语音信箱业务使声音信息被存储，以备收方提取。数据业务提供了固定用户和 ISDN 用户所能享用的大部分业务，包括文字、图像、传真、计算机文件、访问 Internet 等服务[8,9]。因而使用 GSM 作为通信网络，能稳定、安全、高效的将风光互补路灯系统的关键参数传送到监控中心站，同时将监控中心的命令指令传送到监控终端，有效的建立起对路灯系统的监控，保证路灯系统的正常运行。
ZigBee 是最近几年兴起的一种近距离、低数据速率、低复杂度、低成本、低功耗的无线通信新技术，是一种介于无线标记和蓝牙之间的技术提案，主要适用于远程监控和自动控制领域，可以满足对小型廉价设备的无线组网和控制[10,11]。电气与电子工程师协会 IEEE 于 2000 年 12 月成立了 802.15.4 工作组，它主要负责制定 ZigBee 的物理层（PHY 层)和媒体介质访问控制层(MAC 层)协议，而 ZigBee联盟只负责制定和开发网络层、应用层等协议栈。相对于现有的其它无线通信技术，ZigBee 技术结构简单、成本低廉。在结构上，它主要分为物理层、媒体介质访问控制层、网络层、安全层、应用层等层次[10,11]。