基于无线传感器网络的水工安全监测系统

摘要

本发明公开一种基于无线传感器网络的水工安全监测系统，包括监测节点、汇聚节点和测控中心。监测节点包括基本主控电路、数据采集电路和无线通信电路，汇聚节点包括基本主控电路和无线通信电路，测控中心包括连接互联网的测控中心计算机，或包括中心节点和与该中心节点相连的测控中心计算机。若干监测节点通过由YD-Zigbee无线通信接口构成的微小功率无线通道，形成一个自组织的无线传感器网络，适时采集水库水位、雨量及渗压、应变、位移、渗流状态参数数据，以单跳或多跳的形式与关联的汇聚节点交换数据；多个汇聚节点各自集中处理来自相应若干监测节点交换过来的现场数据，并定时传输到测控中心处理。本发明功耗小、成本低。

主权项

基于无线传感器网络的水工安全监测系统，其特征在于：包括监测节点、汇聚节点和测控中心；监测节点包括基本主控电路、数据采集电路和无线通信电路，其中：基本主控电路包含单片机和分别与该单片机相连的电源电路、硬件时钟CLOCK 及FLASH存储器电路；数据采集电路包含与单片机相连的采集渗压、应变、位移或渗流信息的振弦式传感器采集电路、与单片机相连的采集水位信息的水位传感器采集电路、与单片机相连的采集雨量信息的雨量传感器采集电路中的任一项采集电路、任二项采集电路或全部采集电路；无线通信电路包含与单片机相连的YD‑Zigbee 无线通信接口；    汇聚节点包括基本主控电路和无线通信电路，其中：基本主控电路包含单片机和分别与该单片机相连的电源电路、硬件时钟CLOLCK 及FLASH存储器电路；无线通信电路包含与单片机相连的YD‑Zigbee 无线通信接口，或分别与单片机相连的YD‑Zigbee 无线通信接口和GPRS/GSM无线通信接口；    测控中心包括连接互联网的测控中心计算机，或包括中心节点和与该中心节点相连的测控中心计算机，该中心节点包含单片机和与该单片机相连的YD‑Zigbee 无线通信接口；若干监测节点相邻在一个有限的区域范围之内，该若干监测节点与其关联的汇聚节点之间通过由YD‑Zigbee 无线通信接口构成的微小功率无线通道，形成一个自组织的无线传感器网络，适时采集水库水位、雨量及渗压、应变、位移、渗流状态参数数据，以单跳或多跳的形式与关联的汇聚节点交换数据；多个汇聚节点各自集中处理来自相应有限区域范围内的若干监测节点交换过来的现场数据，视汇聚节点与测控中心距离的远近，以方式一或方式二定时传输到测控中心处理；所述方式一为：当汇聚节点与测控中心距离较近时，汇聚节点直接通过由YD‑Zigbee 无线通信接口构成的微小功率无线通道将数据交换至中心节点，再传输给测控中心计算机处理；所述方式二为：当汇聚节点与测控中心距离较远时，汇聚节点通过由GPRS/GSM无线通信接口连通的INTERNET/GPRS网络将现场数据传输到连接互联网的测控中心计算机处理，测控中心计算机的数据分析系统通过建立的模型对采集到的现场数据进行分析，评估水工当前的安全状态，进而作出预报预测。