[實用新型]基于無線傳感網絡與攝像頭相結合的水閘下游監測系統

有效

• 申請號: 201320160266.3
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN203180974U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 馮超禹
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04N7/18
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本實用新型設計一種基于無線傳感網絡與攝像頭相結合的水閘下游監測系統，通過采集大壩下游水體的振動、圖像信息實現準確的在線監測，并根據實時的放水時間對水閘下游的船只等進行預警。

背景技術

????目前，我國已建成水閘5萬余座，這些水閘在防洪、防澇、灌溉、航運及發電等發揮了很大的作用。但由于絕大多數水閘建成于20世紀，缺乏對水閘安全的合理管理，對于水閘下游的安全情況更為忽略，經常發生由于水閘放水導致水閘下游的發生船只翻船、航運無法正常運行等事故。傳統的監測系統布置傳感器以及為傳感器配線難度大，并且一旦有數據傳輸線被破壞，信息將無法傳遞，考慮到水閘下游環境的復雜與局限性，進行有線的實時監控非常困難。

無線傳感網絡是由大量傳感器節點采用無線自組織方式構成的網絡，具有靈活、成本低、易于布置等特點能夠及時、方便、準確的采集各類信息，在某一節點被破壞后也不會影響數據傳輸，并且不受野外環境的拘束，這些特點恰好滿足組建水閘下游的實時監控系統的要求。

ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信協議。相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術將是最低功耗和成本的技術。ZigBee技術已成為低速率傳感器網絡的主要通信協議，可以完成對振動等信息的采集，為實時的狀態檢測提供最原始的資料。

發明內容

????本實用新型目的是克服了現有技術中的不足，設計了一種基于無線傳感網絡與攝像頭相結合的水閘下游監測系統，通過采集大壩下游水體的振動、圖像信息實現準確的在線監測。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現：

一種基于無線傳感網絡與攝像頭相結合的水閘下游監測系統，其特征在于：它包括一臺監測計算機、ZigBee協調器節點、傳感器節點、多個振動傳感器和多個攝像頭，所述ZigBee協調器節點和傳感器節點以自組織方式組建成無線傳感網絡；所述監測計算機和ZigBee協調節點通過串行接口相連，所述振動傳感器分布在水閘下游，攝像頭位布置在水閘及水閘下游的河岸上，各振動傳感器與各攝像頭引出線分別連到相應的傳感器節點的信號輸入端口。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

設計一種基于無線傳感網絡與攝像頭相結合的水閘下游監測系統，通過采集大壩下游水體的振動、圖像信息實現準確的在線監測，并根據實時的放水時間對水閘下游的船只等進行預警。安裝簡便，可實現無線傳輸、實時監控的特點，實用性高。

附圖說明

???圖1是本實用新型監測系統結構示意圖。

圖2是本實用新型微控制器（MCU）模塊、RF模塊接口圖。

???圖3為本實用新型微控制器（MCU）模塊、RS232模塊的接口圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型監測系統由以下幾個部分組成：一臺監測計算機1、ZigBee協調器節點2、傳感器節點3、多個振動傳感器4和多個攝像頭5。所述ZigBee協調器節點2和傳感器節點3以自組織方式組建成無線傳感網絡；所述監測計算機1和ZigBee協調節點2通過串行接口相連，所述振動傳感器4分布在水閘下游，攝像頭5位布置在水閘及水閘下游的河岸上。各振動傳感器4與各攝像頭5引出線分別連到相應的傳感器節點3的信號輸入端口。

協調器節點2通過無線方式接受各傳感器節點3的數據，并將數據及時通過串口傳送給監測計算機1，監測計算機1通過處理分析進行實時顯示、預警功能。傳感器節點3完成對振動傳感器節點4和攝像頭節點5的數據采集并響應協調器節點2的數據請求。

傳感器節點主要由數據處理單元、數據采集單元、數據通信單元、電源單元組成。數據處理單元的微控制器（MCU）Atmega1280L的ADC接口相連與數據采集單元的傳感器（含信號調理器）連接進行數據采集，微控制器Atmega1280L的SPI接口與數據通信單元的RF收發器CC2420相連，進行數據的收發，數據處理單元包括JTAG接口和RS232接口。

協調器節點主要由數據處理單元、數據通信單元、電源單元組成。數據處理單元的微控制器（MCU）Atmega1280L與數據通信單元的RF收發器CC2420相連，進行數據的收發，數據處理單元包括JTAG接口和RS232接口。?