户外照明终端硬件设计参考：晓网 4G/ZigBee 两套通信模组方案详解

户外照明嵌入式终端开发里，通信模组选型直接限定产品适用场景。晓网 SmartLight-2400 系列共用一套标准化硬件底板，分别搭载工业 CAT4 全网通 4G 模组、自研 2.4G ZigBee 射频模块，形成两套成熟单灯控制终端，结合原厂硬件手册，从底层硬件、射频、组网协议做精简技术拆解。

一、通用标准化硬件底板设计

整机尺寸 132*44*31mm，可内嵌灯杆腔体，4G 款 IP65 防护，ZigBee 套件达 IP67；统一带 ±4KV 浪涌、±8KV ESD 接触放电防护，工作温区 -40℃~+85℃。

计量采集：专用计量芯片，实时采集 AC200/260V 电压、0/5A 电流，单灯累计电能存储上限 429496kWh；

监测外设：板载双轴倾斜、水浸、漏电检测电路；集成硬件 WDT 看门狗，设备程序异常自动复位，杜绝户外长期运行死机；

调光输出：硬件引出 PWM/1-10V 双路调光接口，0~100% 无级调光，适配全规格 LED 驱动；

供电负载：AC200~260V 市电输入输出，单路继电器最大 5A/1000W，兼容 LED、钠灯、氙气、无极灯；

开发优势：两款产品主控、电源、采样电路完全通用，底层固件复用，缩短硬件改版、二次开发周期。

二、4G 模组点对点直连方案

硬件搭载全网通 CAT4 4G 模组，兼容 TDD/FDD-LTE、WCDMA、GSM 全频段，LTE 发射功率 23dBm，下行 150Mbps、上行 50Mbps，通信稳定率≥99%，不受电网谐波、2.4G 无线设备干扰。

链路架构：单灯独立直连云端，无需网关中转，故障节点互不影响，无大面积断灯风险；

开发调试：无需开发 Mesh 多跳路由协议，设备上电插 SIM 卡即可自动联网，断线自动重连，现场调试工作量极低；

适配项目：市政主干道、高速、乡村亮化、偏远产业园等点位分散长线工程。

三、ZigBee 射频 Mesh 组网方案

搭载自研远距离 ZigBee 射频，点对点传输距离 2500m，运行专利 Cellsnet 私有 Mesh 协议，单网最大支持65535节点，自带网络自愈，单灯故障不影响整网。

通信成本：使用 2.38~2.500GHz 免费 ISM 公共频段，终端无需 SIM 卡，上万盏密集部署可节省长期流量年费；

硬件链路：必须配套 GPRS 网关汇总数据上传云端，施工前需勘测网关点位、调试中继路由，改造工程存在路面开挖需求；

射频短板：2.4G 公共频段易受 WiFi、蓝牙同频干扰，易出现指令延迟、数据丢包；

适配项目：产业园、高校、小区、公园等灯具高度集中的封闭园区。

四、硬件开发选型落地建议

广域、点位分散的户外照明终端开发，优先选用4G 模组方案，简化协议开发、减少现场组网调试；

园区高密度集中照明项目，选用ZigBee 射频方案，大幅降低长期通信运营成本。

晓网两套成熟标准化嵌入式硬件，全部参数实测落地，可作为户外照明、同类低功耗物联网终端硬件开发参考方案。