路灯作为城市道路照明的主体,伴随着我国城市建设的高速发展,其数量逐年递增。而传统的照明控制方式造成的大量电力资源浪费,与国家推进的节能减排政策背道而驰。为此国内外学者将路面环境监测与灯光控制结合,进行诸多路灯照明控制系统研究,但与监测相融合的通信管理技术相对滞后。针对上述问题,将无线传感器网络应用到路面环境监测与路灯照明控制中,以基于无线传感器网络的路灯照明控制为研究方向,从网络架构、无线通信协议、调光分类模型建立、节点软硬件设计五个方面对系统展开分析。论文首先提出路灯照明控制系统网络架构,根据路灯呈带状分布的特点,考虑网络实际传输距离和数据传输效率,设计多信道带状分簇网络拓扑结构,并基于此研究数据传输机制。簇内节点采用TDMA时分多址避免数据碰撞,簇头节点独享基站节点的一个信道,并引入CSMA/CA协议来研究突发情况下数据逃生策略,实现节点协同工作与高效传输。网络通信性能测试实验结果表明,网络在单信道与多信道模式下均具有良好的数据传输特性,吞吐量、丢包率等性能指标均满足设计要求。针对传统照明控制方式路灯调光等级单一,可能造成电能浪费等问题,利用BP神经网络自我学习等特点,建立路灯调光分类模型,模型可根据路面环境数据划分灯光亮度等级。详细分析样本集处理、模型参数设计以及模型构建流程。模型验证结果表明,模型分类精度高,具有较好的泛化能力,能够用于实际灯光调节的分类工作。根据系统整体结构与主要功能指标,搭建传感器节点与基站节点的硬件平台。并基于硬件平台与调光分类模型对路灯照明控制算法进行设计,算法将调光分类模型与传统设定光照度阈值控制相结合,根据光照度阈值决定是否调用调光分类模型从而减轻网络传输负担;算法中加入来车唤醒机制,以解决夜间道路长时间无车,突然来车时,路灯调光不及时以及灯光跃变对行人或驾驶者视觉上产生不良影响的问题。最终形成一套完整的数据采集、传输和处理的路灯照明控制系统。系统照明控制与节能效果测试实验结果表明,照明控制算法具有可行性,满足系统节能需求。本研究成果为城市路灯照明控制系统的设计提供理论依据,对推进“智慧城市”发展具有重要意义。