基于WSN的城市道路井盖安全监测系统研究

发布时间：2017-09-29 06:11

  本文关键词：基于WSN的城市道路井盖安全监测系统研究

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【摘要】：随着社会的迅速发展和城市数字化进程速度的日益提升,城市道路上的井盖数量也是一直逐渐增多。目前的井盖管理方案无法及时获取井盖的安全状态信息,市政人员不能实时掌握井盖信息。井盖一旦出现破损或者丢失等状况,就会带来严重的安全隐患,造成我们的人身安全及财产损失。近几年来,无线传感器网络以低成本、功耗低等特点被广泛应用在餐饮、建筑、交通、智能家居等各个领域,成为这几年来一个新的理论研究热点。ZigBee技术在无线传感器网络学科中占有十分重要的地位,其以短距离、复杂度较低、功耗极小、成本低等特点被广泛运用于实时监测及控制领域,ZigBee技术与无线传感器网络的相互结合应用的发展前景非常广阔。本文充分利用了ZigBee技术的特点和优势,设计了城市道路井盖安全远程监测系统,用于远程实时监测城市道路井盖的状态信息。监测系统由城市道路井盖局域网和监测中心组成,两者之间通过GPRS、Internet进行信息交互。该监测系统能够及时准确的采集井盖的状态信息并将其发送到监测中心,使管理人员能够及时了解井盖的状态信息,最终实现对井盖的实时监测功能。城市道路井盖局域网采用ZigBee技术进行组网,其主要包含了数据采集节点和网关节点。硬件方面,选取符合该系统需求的芯片和传感器,设计了数据信息采集节点和网关节点：软件方面,通过对TI公司免费版的Z-Stack协议栈进行修改并添加传感器应用程序,实现传感器的数据采集与无线传输。借助于GPRS技术完成井盖数据信息到监测中心的远程传输。上位机监测中心软件采用Visual C++6.0开发平台来编写,采用Socket网络编程实现GPRS模块与监测中心主机的TCP连接,将远端GPRS模块传送过来的数据读出并进行相关的处理,显示井盖的数据信息,并将其放入数据库,以便查询。通过相关实验验证,该监测系统能够完成城市道路井盖的远程数据采集和传输,实现了对城市道路井盖安全状态的实时监测。
【关键词】：井盖 ZigBee GPRS 远程监测
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5;TU990.3-39
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 井盖管理和ZigBee技术的国内外研究状况10-11
• 1.3 论文的主要研究内容及结构安排11-13
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 结构安排12-13
• 2 系统整体方案及技术基础13-21
• 2.1 系统整体方案设计13-14
• 2.2 ZigBee技术概述14-19
• 2.2.1 ZigBee技术特点14-16
• 2.2.2 ZigBee协议栈结构16-17
• 2.2.3 ZigBee网络结构17-18
• 2.2.4 GPRS技术概述18-19
• 2.3 本章小结19-21
• 3 监测系统硬件设计与实现21-32
• 3.1 CC2530模块简介21-23
• 3.2 终端节点硬件设计及实现23-28
• 3.2.1 终端节点硬件总体实现23-24
• 3.2.2 倾角采集电路24-26
• 3.2.3 照度采集电路26-27
• 3.2.4 亮度采集电路27-28
• 3.3 网关节点硬件设计与实现28-31
• 3.3.1 网关节点硬件总体规划28-29
• 3.3.2 GPRS模块解决方案29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 监测系统软件设计与实现32-53
• 4.1 IAR开发环境介绍32-33
• 4.2 ZigBee协议栈工作流程33-36
• 4.3 采集节点软件设计36-46
• 4.3.1 终端节点软件主流程36-37
• 4.3.2 ADXL345程序设计37-41
• 4.3.3 BH1750程序设计41-44
• 4.3.4 光亮传感器程序设计44-46
• 4.4 协调器节点软件设计46-49
• 4.4.1 协调器节点软件主流程46
• 4.4.2 协调器节点组网过程46-47
• 4.4.3 网关节点数据的打包与发送47-49
• 4.5 监测中心软件设计49-52
• 4.5.1 Visual C++6.0平台简介49
• 4.5.2 MySQL数据库简介49-50
• 4.5.3 VC6.0与MySQL的连接方法50
• 4.5.4 监测系统的软件实现50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 总结53
• 5.2 展望53-55
• 参考文献55-57
• 攻读硕士期间发表的论文57-58
• 致谢58-60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 高相铭;杨世凤;胡瑜;;ZigBee技术在城市管网监测系统中的应用[J];电气传动;2012年01期

2 顾瑞红,张宏科;基于ZigBee的无线网络技术及其应用[J];电子技术应用;2005年06期

3 段晓敏;李杰;刘文怡;沙承贤;;基于MEMS加速度计的数字倾角测量仪的设计[J];电子设计工程;2009年08期

4 徐文青;解兆延;门兴;王继祥;;基于ZigBee与非接触供电的井盖防盗技术及应用[J];中国安全生产科学技术;2012年11期

5 张雪坤;陈金鹰;季翔宇;;ZigBee技术在传感网中的应用研究[J];通信与信息技术;2010年02期

6 谢鹰,金晓波;GPRS业务模型和无线网络的研究[J];邮电设计技术;2004年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 苗立江;嵌入式GPRS技术在远程监测系统中的应用研究[D];新疆大学;2011年

2 戴琪;基于ZigBee的LED路灯智能控制系统[D];西安电子科技大学;2012年

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本文编号：940407