随着城市化建设进程不断扩大和完善,城市照明技术也得到了迅猛发展,节能环保已成为城市路灯照明所追求的重要目标。就目前技术条件来说,路灯的节能主要可以从两个途径来达成,其一是开发并替换节能型灯具,例如LED路灯,其二是提高路灯管控的精准性,提高按需照明的精准性。显然,目前以路段为控制对象的传统路灯的照明控制难于达到精准控制的要求。因此,一种以单灯为控制对象的照明控制系统正逐步进入人们的视野。以单灯为控制对象的照明控制系统,单灯互连是实现控制的基础,而Zigbee无线组网技术凭借其组网成本低、实施部署方便已逐步进入路灯控制领域。然而,道路照明中的路灯分布有别于Mesh网中的节点分布,如何结合实际工况条件选取现场组网的汇聚节点便成为亟待解决的问题。另外,以单灯控制为基础的路网的照明效果是一个多灯协同作用的效果,如何提高面向区域的单灯协同的控制效率不仅可以较好地满足不同的照明需求,也可以进一步提高节能效果,延长单灯使用寿命。因此,本文针对企业产品的实际需求,对以Zigbee方式组网的路灯现场网汇聚节点选择方法、以及单灯协同控制技术展开研究。主要研究工作如下:首先,路灯的节点部署特点,给出了一种基于层次聚类方法来实现路灯现场组网过程中网段的划分和汇聚节点(集中控制器)位置的选定方法。通过对路灯数据进行聚类分析,引入基于环境的网络距离定义、路灯集中控制器容量等对路灯基于道路分布特点因素的考虑,实现了一种基于道路网络的路灯聚类组网算法。实验分析表明,利用该方法对集中控制器的选定效果能更加满足实际工程需求。其次,针对基于单灯控制的LED路灯照明的控制需求与特点,引入了基于区域协同的单灯控制技术,首先设计了一个依据路灯工况的单灯模糊控制器,在此基础上,通过汇集节点(集中控制器)的区域照度协同分析,为各单灯控制器提供分布式协同控制。MATLAB数值仿真和实验数据分析表明,利用协同控制技术的路灯控制系统能够根据环境照度车流量等信息实时调整LED路灯的输出功率从而达到路灯的有效节能,同时在解决单灯老化问题上,利用LED光电热寿命模型,在不影响路面照度的前提下,延长路灯的使用寿命。最后,在上述工作的基础上,给出了LED路灯控制系统的整体架构,并对对其进行了系统实现。试用结果表明,本系统能够有效地在路灯部署阶段,提高路灯集中控制器汇聚节点位置确定的准确性,降低人工成本,此外,在提高路灯节能效果的同时也延缓了路灯的老化等问题,提高了路灯的使用寿命,在路灯照明行业上具有良好的应用前景。