基于ZigBee和GPRS的智能井盖远程监控系统设计.pdf

ELECTRONICSWORLD ·技术交流 基于ZigBee和GPRS的智能井盖远程监控系统设计 北方民族大学电气信息工程学院 赵士鹏 【摘要 】针对当前城市地下管网井盖因丢失、损坏等造成的 “城市陷阱”问题，提出了zigBee技术与GPRS~术相结合的智能井盖远程监控系 统 利用触发器端采集各个井盖的状态信息，并将信息发送给集控器端，进而通过GPRS网络将信息实时传送至监控 中心端。既实现了井盖状态 的实时监测，还能使监控中心工作人员通过平台能够第一时间了解到井盖的故障信息，以便及时对故障进行处理，确保井盖处于良好状态．．该系 统使得井盖管理由过去的被动式变成主动管理，由人力巡查变为电脑监控，大大提高了城市井盖管理效率，减少了 城“市陷阱”造成的损害。 【关键词 】ZigBee；GPRS；智能井盖远程监控系统 状态信息 (井盖的倾斜角度)，一旦井盖状态发生改变，触发器就 0 引言 会把状态信息及井盖编号、位置坐标、责任单位、责任人等信息一 并发送给集控器 倾斜传感器采用MEC原装sw．460DQ倾斜开关， 随着我国城市建设的发展，城市基础设施建设事业也得到了持续 用来检测物体角度 的变化，林敏度高。该倾斜传感器模块的接 口采 高速的发展。城市中给水、排水、燃气、热力、电力、通信等各类市 用三线制一vcc、GND和DO。其工作原理是模块的数字输出端DO 政公用设施 目益增加 。城市路面的各类管线设施的井盖也相应的不断 直接与ZigBee模块的I／O口相连 ，当模块在无倾斜或者倾斜角度达 增多。检查井盖成为市政工作的重要内容，但是由于井盖数量庞大、 不到设定阂值时，DO输 出高电平 ，当传感器倾斜角度超过设定阈 分布范围广泛，当井盖发送破损、丢失、错位等问题时往往得不到及 值时，DO口输出低 电平 。在本系统中将倾斜角度的设定阈值设置 时的处理．以至于成为马路 “夺命陷阱”，严重威胁人民群众的生命 为l5度，ZigBee系统设置为每5秒钟检测一次I／O口的电平状态，当 安全。由于近年来 “夺命井盖”事件时有发生，提高地下管网井盖的 检测的低 电平时触发器就会向集控器发送信息。触发器模块的功能 管理力度，成为市政管理部 门面临的一项艰巨任务。 按键是用作维修人员检修时做正常开启设置的。 钊’对城市 “夺命陷阱”问题 ，本文设计 了基于ZigBee和GPRS 由于触发器是在检测到井盖状态发生改变后才开始作用，平常 的背能井盖监控系统，利用无线传感技术和无线通信技术实现井盖 可以处于休眠状态来降低触发器的功耗，因此可以使用电池供 电。 的数字化管理 。利用先进技术来解决井盖管理 问题 。做到问题早发 其硬件结构如图2所示： 现 、早解决，确保井盖处于 良好状态，最大限度的保障人民群众的 人身安全。 1 系统的总体构架 基 r|zigBee和GPRS的智能井盖远程监控系统 ，是无线传感网 络和GPRs无线网络通信的有机结合 。系统按照功能可分为井盖触 发器 (ZigBee终端节点+传感器)、集控器 (ZigBee协调器+GPRS 数传模块)及监控中心 (GPRS数传模块+监控软件)等三个部分。 系统实现的功能是井盖触发器实时采集井盖的状态信息，并发送给 图2触发器结构 图 集控器，集控器再通过GPRS网络将井盖的实时状态信息发送给监 2-2集控器设计 控中心。当触发器检测到井盖丢失、移位 (角度发生变化)等情况 集控器是位于监测区域的中心位置，它的作用主要有ZigBee无 使监管巾心能够在第一时间内了解到井盖的状态信息，并将信息发 线传感网络 的组建、维护和触发器信息的中转发送等。主要是 由 送给到移动终端以便维修人员及时到达现场解决故障，实现了城市 ZigBee协调器、GPRS模块、电源模块等组成 。这里面协调器的功 井盖管