基于WSN城市防洪水文信息采集节点的研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sizhezang1
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城市水文信息监测系统是市政基础设施的重要组成部分。随着近年来城市内涝灾害频频发生,水文信息采集方法和技术落后的问题日益凸显。传统的人工采集数据的方法已难以适应城市的高速化发展,现场仪表数据的准确性、可靠性往往难以保证;在信息传输方面,人工或电话等传输方式的准确性和时效性较差,已不能满足现代城市防洪的需求。为了解决水文信息采集不够准确智能、数据传输不够有效的问题,本文提出了一种基于无线传感网的城市防洪前端水文信息采集系统设计方案。该方案由无线传感网络将分步在前端的一定范围内的各种传感器连接在一起,组成了一张拥有自组织和自愈性特点的无线网络,通过这张网络不仅能够维持各种传感器的采集信息的传输,还能获取他们的运行状态、供电情况以及网络拓扑结构等信息。该信息采集系统包含主控节点和采集节点两部分。采集节点和主控节点通过Zigbee无线传输技术组成网络。采集节点将水文信息数据透过Zigbee无线传输模块发送至主控节点。每个无线传感网络都有一个主控节点,它通过GPRS链路与监控中心的数据采集通信服务器相连接,并建立数据和命令传输通道。该系统主要采集的参数有水位、雨量、空气温湿度等水文信息以及设备电池电量等无线传感器网络信息。数据连接部分采用的是GPRS无线数据终端(DTU),它将采集到的数据与数据中心管理系统进行实时的交互与更新,可以保证数据在网络环境不稳定的情况下可靠稳定的进行数据传输。本文对系统内部通信协议规范进行了制定,对系统相关功能模块硬件电路进行了设计与改进,最后对各节点工作流程进行编程并对结果进行相应的测试。测试结果表明,该水文信息采集系统不仅在功能上实现了数据地自动采集和实时传输,免去了人工读取数据和铺设线路的困难;而且贯穿系统硬件和软件的设计之中的低功耗技术能有效降低系统功耗,延长节点使用时间。在本文最后提出了系统的优化方向。
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