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【摘要】随着科学技术的不断发展，物联网技术已经日益成熟，逐渐应用到各个领域之中，影响着社会生活的方方面面。本文在分析了我国照明管理系统的现状基础上，简述了LED智能照明管理的业务流程、ZigBee+GPRS的网络拓扑结构、ZigBee+GPRS的网关节点软硬件配置，并对ZigBee+GPRS在LED智能照明管理平台上的优势进行研究，让科学技术为社会发展服务，为人民生活服务。
【关键词】物联网技术；LED智能照明；照明管理系统
1、国内ZigBee+GPRS技术现状
传统的路灯控制使用的是有线技术，结构复杂、施工难度大、可靠性不高、资源消耗高都使得这种技术难以得到持续的发展，终究会被社会淘汰。传统的控制系统灵活度差、控制精度差，难以实现高效智能控制。如今发展起来的新型无线物联网控制技术，能够很完美的解决这一问题。
目前使用的无线智能控制中，ZigBee以其低功耗、低成本、低復杂度的优势被广泛使用。然而，ZigBee发展时间短，技术很不够成熟，导致还存在不少使用缺陷和技术问题。理论网络容量巨大，但受技术水平的限制实际能够利用的只有几百个。为了解决网络容量和网络深度的技术问题，上层技术应该结合使用GPRS技术，实现城市交通照明的大范围监视和智能化控制。
2、LED智能照明管理业务流程
LED智能照明管理的业务流程主要分为以下几点：
第一，服务场景，包括公路、广场、园林不同的场景中使用不同的情景模式来控制路灯。
第二，控制单元，包括遥控、遥测、遥信、遥调。其中，遥控是由计算机监控和统一管理，根据不同的时间点和光照强度进行路灯照明管理开关。遥测对路灯电压、电流等参数进行周期、随机检测。遥信获取路灯的状态和控制开关状态。遥调实现与配电柜和单灯的调压、节能设备对接。
第三，分组功能，其功能包括节点任意分组，分别采用时控、光控、工作日、节假日、重大节日多套控制方案。
第四，故障告警。采用声光、语音和短信多种形式报警。
第五，GPS授时功能，通过采用卫星GPS系统，确保监控中心、灯光节点控制器、单灯控制器时间精准。
3、ZigBee+GPRS的网络拓扑
ZigBee+GPRS的网络拓扑结构主要分为以下几种：
第一，局域网。是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。在照明管理系统中，智能路灯管理软件的WEB服务器与工作人员一般都处于同一个局域网中。
第二，以太网。属网络低层协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层操作，传输介质采用双绞线或是光纤。在照明管理系统中，工作人员的网络主是以一个以太网的方式存在。
第三，英特网。在照明管理系统中，英特网主要是外围有权限的操作员（外线维修员）及连接智能硬件GPRS网络。
第四，GPRS网。通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递，以达到无线控制路灯集中控制器的目的。
第五，ZigBee区域网。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。他有效节省大规模部署路灯的GPRS 模块的成本，使一个区域的路灯在个区域的集中器的集中操作。
4、ZigBee+GPRS网关节点硬件配置
在基于Zig Bee/GPRS/互联网的远程智能监控系统中，网络被分成主干网和二级子网两层，主干网运行的是TCP/IP协议，通过GPRS连接；二级子网运行ZigBee协议。两级网络分别使用不同协议，需要网关节点完成协议的转换，以实现两级网络之间数据的透明传输。
Zigbee与GPRS网关节点负责将无线传感器网络通过GPRS接入互联网络。该网关节点通过Zigbee模块和所辖线路的单灯控制器相连，收集单灯控制器上传的状态数据，并下传控制信令。另外，经由GPRS模块将收集到的数据上传至远程监控中心，由监控中心进行相应处理。
5、ZigBee+GPRS在LED智能照明管理平台上运用优势
ZigBee+GPRS在LED智能照明管理平台上运用优势明显，主要有以下五点：
第一，ZigBee属于近距离无线通讯技术，而GPRS属于长距离传输模式，这种远近距离优势互补，能够实现大范围的、长距离的数据传输，又能保证在小范围内形成数据网络，保证传输质量、降低传输成本。达到整个城市的路灯信息监控，为LED智能照明管理系统提供数据信息传输路径。
第二，软硬件结合使用，降低成本，可行性强。同时使用Zigbee与GPRS两套传输网络和两套传输协议，保证数据透明传输。硬件作为软件的运行基础，软件作为硬件的运行指令，软件分层结构，使用 应用程序，保证软件实时、高效运行。
第三，GPRS的实时在线性，能够让整个系统顺利、高效、有序进行，数据实时传递也能保证数据延时时间短，传输效率高，传输质量有保证。
第四，GPRS频分复用机制，让远距离传输变得更加可靠，其抗干扰能力也很强。ZigBee 技术则采用碰撞避免机制，丢包率极低、容错性能强大。这两者的完美结合，让整个系统的信息收集和数据传递的可靠性显著提升。
第五，两层通讯网络结构让找米国管理系统的网络覆盖率大，基本覆盖了所有网络。小范围的照明管理使用ZigBee结构，成本低、复杂度低、保证了系统的经济性和可靠性。针对大范围照明管理系统，加入GPRS上层连接，增大网关节点数量，顶端以GPRS连接传输，底部使用ZigBee传感器网络，既保证大范围信息传递，又提升小范围的传输精度，两层通讯优势互补，为照明管理系统提供了可靠的传输模式。
综上所述，ZigBee与GPRS的物联网技术将LED照明管理系统引入到了一个新的技术层面，智能化程度高、自动化趋势明显。LED智能照明系统的发展趋势必将是集可靠性、经济性、功能性于一身的现代智能控制模式。为了实现社会的现代化进程，需要相关技术人员深入探究、研究实践，不断发展进步。ZigBee+GPRS物联网技术的LED智能照明管理系统具有覆盖范围广、利用率高、可靠性强的特点，同时具有高精度和低丢包率，又在经济性上优势显著，使得ZigBee+GPRS物联网技术应用前景广阔，发展空间和应用潜力巨大，满足了智能化、节约化的社会需求，也促进了LED智能照明技术的快速发展，并推动了向智能化交通、智能化城市、智能化社会方向前进，科技的发展让生活更美好。
参考文献：
[1]陈育，黄梓龙，卢伟斌.基于ZigBee+GPRS物联网技术的LED智能照明管理系统的研究[J].电脑知识与技术，2016，28：225-227.
[2]王国建.基于ZigBee的LED智能照明管理系统的实现[D].中国计量学院，2015.
[3]莫夫，李超，余亮，聂军.基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2016，05：254-257.
【关键词】物联网技术；LED智能照明；照明管理系统
1、国内ZigBee+GPRS技术现状
传统的路灯控制使用的是有线技术，结构复杂、施工难度大、可靠性不高、资源消耗高都使得这种技术难以得到持续的发展，终究会被社会淘汰。传统的控制系统灵活度差、控制精度差，难以实现高效智能控制。如今发展起来的新型无线物联网控制技术，能够很完美的解决这一问题。
目前使用的无线智能控制中，ZigBee以其低功耗、低成本、低復杂度的优势被广泛使用。然而，ZigBee发展时间短，技术很不够成熟，导致还存在不少使用缺陷和技术问题。理论网络容量巨大，但受技术水平的限制实际能够利用的只有几百个。为了解决网络容量和网络深度的技术问题，上层技术应该结合使用GPRS技术，实现城市交通照明的大范围监视和智能化控制。
2、LED智能照明管理业务流程
LED智能照明管理的业务流程主要分为以下几点：
第一，服务场景，包括公路、广场、园林不同的场景中使用不同的情景模式来控制路灯。
第二，控制单元，包括遥控、遥测、遥信、遥调。其中，遥控是由计算机监控和统一管理，根据不同的时间点和光照强度进行路灯照明管理开关。遥测对路灯电压、电流等参数进行周期、随机检测。遥信获取路灯的状态和控制开关状态。遥调实现与配电柜和单灯的调压、节能设备对接。
第三，分组功能，其功能包括节点任意分组，分别采用时控、光控、工作日、节假日、重大节日多套控制方案。
第四，故障告警。采用声光、语音和短信多种形式报警。
第五，GPS授时功能，通过采用卫星GPS系统，确保监控中心、灯光节点控制器、单灯控制器时间精准。
3、ZigBee+GPRS的网络拓扑
ZigBee+GPRS的网络拓扑结构主要分为以下几种：
第一，局域网。是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。在照明管理系统中，智能路灯管理软件的WEB服务器与工作人员一般都处于同一个局域网中。
第二，以太网。属网络低层协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层操作，传输介质采用双绞线或是光纤。在照明管理系统中，工作人员的网络主是以一个以太网的方式存在。
第三，英特网。在照明管理系统中，英特网主要是外围有权限的操作员（外线维修员）及连接智能硬件GPRS网络。
第四，GPRS网。通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递，以达到无线控制路灯集中控制器的目的。
第五，ZigBee区域网。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。他有效节省大规模部署路灯的GPRS 模块的成本，使一个区域的路灯在个区域的集中器的集中操作。
4、ZigBee+GPRS网关节点硬件配置
在基于Zig Bee/GPRS/互联网的远程智能监控系统中，网络被分成主干网和二级子网两层，主干网运行的是TCP/IP协议，通过GPRS连接；二级子网运行ZigBee协议。两级网络分别使用不同协议，需要网关节点完成协议的转换，以实现两级网络之间数据的透明传输。
Zigbee与GPRS网关节点负责将无线传感器网络通过GPRS接入互联网络。该网关节点通过Zigbee模块和所辖线路的单灯控制器相连，收集单灯控制器上传的状态数据，并下传控制信令。另外，经由GPRS模块将收集到的数据上传至远程监控中心，由监控中心进行相应处理。
5、ZigBee+GPRS在LED智能照明管理平台上运用优势
ZigBee+GPRS在LED智能照明管理平台上运用优势明显，主要有以下五点：
第一，ZigBee属于近距离无线通讯技术，而GPRS属于长距离传输模式，这种远近距离优势互补，能够实现大范围的、长距离的数据传输，又能保证在小范围内形成数据网络，保证传输质量、降低传输成本。达到整个城市的路灯信息监控，为LED智能照明管理系统提供数据信息传输路径。
第二，软硬件结合使用，降低成本，可行性强。同时使用Zigbee与GPRS两套传输网络和两套传输协议，保证数据透明传输。硬件作为软件的运行基础，软件作为硬件的运行指令，软件分层结构，使用 应用程序，保证软件实时、高效运行。
第三，GPRS的实时在线性，能够让整个系统顺利、高效、有序进行，数据实时传递也能保证数据延时时间短，传输效率高，传输质量有保证。
第四，GPRS频分复用机制，让远距离传输变得更加可靠，其抗干扰能力也很强。ZigBee 技术则采用碰撞避免机制，丢包率极低、容错性能强大。这两者的完美结合，让整个系统的信息收集和数据传递的可靠性显著提升。
第五，两层通讯网络结构让找米国管理系统的网络覆盖率大，基本覆盖了所有网络。小范围的照明管理使用ZigBee结构，成本低、复杂度低、保证了系统的经济性和可靠性。针对大范围照明管理系统，加入GPRS上层连接，增大网关节点数量，顶端以GPRS连接传输，底部使用ZigBee传感器网络，既保证大范围信息传递，又提升小范围的传输精度，两层通讯优势互补，为照明管理系统提供了可靠的传输模式。
综上所述，ZigBee与GPRS的物联网技术将LED照明管理系统引入到了一个新的技术层面，智能化程度高、自动化趋势明显。LED智能照明系统的发展趋势必将是集可靠性、经济性、功能性于一身的现代智能控制模式。为了实现社会的现代化进程，需要相关技术人员深入探究、研究实践，不断发展进步。ZigBee+GPRS物联网技术的LED智能照明管理系统具有覆盖范围广、利用率高、可靠性强的特点，同时具有高精度和低丢包率，又在经济性上优势显著，使得ZigBee+GPRS物联网技术应用前景广阔，发展空间和应用潜力巨大，满足了智能化、节约化的社会需求，也促进了LED智能照明技术的快速发展，并推动了向智能化交通、智能化城市、智能化社会方向前进，科技的发展让生活更美好。
参考文献：
[1]陈育，黄梓龙，卢伟斌.基于ZigBee+GPRS物联网技术的LED智能照明管理系统的研究[J].电脑知识与技术，2016，28：225-227.
[2]王国建.基于ZigBee的LED智能照明管理系统的实现[D].中国计量学院，2015.
[3]莫夫，李超，余亮，聂军.基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2016，05：254-257.