何子力，张丽娜，张放心，徐景宏，方 勇，刘 文

(中国科学技术大学 物理学院，安徽 合肥 230026)

0 引言

近几年的春秋冬季节，我国许多地区雾霾天气十分常见，由此引发许多交通事故，尤其对高速公路的正常运行影响极大。高速公路经常被迫在雾霾天气时全线封闭，影响民众出行、物流运输，由此造成经济上的重大损失。通过使用ZigBee技术采集雾霾浓度数据来控制路灯开关和亮度以提高雾霾天气中高速公路的能见度，保证高速公路在雾霾天气时的正常运行并减少交通事故的发生。

LED光源在能耗、寿命、发光效率、低电压驱动、可二次配光设计等方面优于传统路灯[1-2]，因此本系统采用LED光源作为路灯，通过雾霾检测传感器采集雾霾浓度数据传送到控制中心，并对路灯进行控制达到节能和对路灯的智能化管理。以往文献多专注于城市路灯照明系统的节能控制[3-7]，但是由于已有供电路线，很多时候采用PLC(电力载波通信)进行控制更加实用，在高速公路这类无市电连接的特殊情况下的研究较少。ZigBee作为一种低功耗、低速率、支持大量节点的无线通信技术在无线传感器组网方面已经得到广泛的研究和应用[8-13]，因此也正适合高速公路路灯场景的应用。本系统需要配备太阳能电池板和蓄电池作为供电电源使用。

1 系统总体方案设计

在高速公路上每隔20 m安装一个LED路灯，为了节能和降低供电成本，每个路灯配置无线传感器节点和供电控制系统，实现无市电情况下对路灯的组网进行智能化控制，给无线传感网的户外应用提供一定参考价值。……