机场助航灯光是保障飞机在夜间和复杂天气条件下顺利起飞、着陆的重要目视助航设备,其运行的可靠性和稳定性对飞行安全有着密切的关系。针对目前机场助航灯光人工巡检效率低,滑行道引导灯人工维护工作量大、引导效率低以及战备临时机场要求助航灯光具有控制灵活,隐蔽性好,移动性强等特点,本文提出一种助航灯光无线自组网的设计方案。通过无线传感器网络的控制方式实现机场助航灯光的灵活控制和故障巡检,可大大提高机场的运行效率,保障机场助航灯光的可靠性和稳定性。由于ZigBee技术组网灵活、低功耗、网络拓展性强和较强的网络健壮性等特点,本课题采用ZigBee技术实现助航灯光系统的自组网和智能控制。系统有三部分组成,包括监控中心、协调器和助航灯光终端控制器。监控中心通过RS485总线与协调器进行通信,其主要完成对终端节点数据的接收、存储和分析,并通过发送控制指令实现对助航灯光的控制和检测。协调器主要负责系统无线网络的组建和维护,并负责监控中心控制指令的转发和终端节点信息的上传。终端节点控制器负责助航灯光的状态数据采集和控制指令的解析执行,包括助航灯温度、照度和故障的检测、助航灯的驱动和引导控制。系统并采用网状拓扑结构进行组网,增大了网络的覆盖范围,配置的每个终端节点都具备路由功能,同时采用LED光源代替传统的助航灯光源,并配备独立电源供电,可降低系统的功耗,实现系统组网的低功耗、组网灵活和网络的自愈等功能。本文针对机场助航灯的应用特点和临时战备机场的控制需求,提出系统的总体设计方案。基于Cluster-Tree路由算法、AODVjr路由算法和邻居表算法,采用分簇的设计思想,设计出适用于系统自组网的路由算法,并在NS2软件上进行路由仿真和结果分析。然后根据系统功能特点,采用TI公司的CC2530射频微控制器,结合CC2591射频放大芯片对终端控制器进行硬件设计,包括电源电路、驱动电路、传感器电路、DEBUG接口电路等。协调器硬件电路包括STM32主控制器、RS485总线接口电路、电源电路和JTAG接口电路等。并在Z-Stack协议栈的基础上对系统的下位机软件进行开发,实现协调器和终端控制器的功能。监控中心采用Microsoft Visual Basic 6.0进行开发,实现助航灯光的控制和实时监测。最后通过对系统自组网测试和通信距离测试,验证系统设计的可行性和可靠性,系统设计的节点控制器可以满足助航灯光自组网的网络覆盖范围需求,并能对助航灯进行智能自组网和低功耗控制,具有很好的应用前景。