[实用新型]基于无线传感网络与摄像头相结合的水闸下游监测系统

说明书

技术领域

本实用新型设计一种基于无线传感网络与摄像头相结合的水闸下游监测系统，通过采集大坝下游水体的振动、图像信息实现准确的在线监测，并根据实时的放水时间对水闸下游的船只等进行预警。

背景技术

    目前，我国已建成水闸5万余座，这些水闸在防洪、防涝、灌溉、航运及发电等发挥了很大的作用。但由于绝大多数水闸建成于20世纪，缺乏对水闸安全的合理管理，对于水闸下游的安全情况更为忽略，经常发生由于水闸放水导致水闸下游的发生船只翻船、航运无法正常运行等事故。传统的监测系统布置传感器以及为传感器配线难度大，并且一旦有数据传输线被破坏，信息将无法传递，考虑到水闸下游环境的复杂与局限性，进行有线的实时监控非常困难。

无线传感网络是由大量传感器节点采用无线自组织方式构成的网络，具有灵活、成本低、易于布置等特点能够及时、方便、准确的采集各类信息，在某一节点被破坏后也不会影响数据传输，并且不受野外环境的拘束，这些特点恰好满足组建水闸下游的实时监控系统的要求。

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信协议。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。ZigBee技术已成为低速率传感器网络的主要通信协议，可以完成对振动等信息的采集，为实时的状态检测提供最原始的资料。

发明内容

    本实用新型目的是克服了现有技术中的不足，设计了一种基于无线传感网络与摄像头相结合的水闸下游监测系统，通过采集大坝下游水体的振动、图像信息实现准确的在线监测。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种基于无线传感网络与摄像头相结合的水闸下游监测系统，其特征在于：它包括一台监测计算机、ZigBee协调器节点、传感器节点、多个振动传感器和多个摄像头，所述ZigBee协调器节点和传感器节点以自组织方式组建成无线传感网络；所述监测计算机和ZigBee协调节点通过串行接口相连，所述振动传感器分布在水闸下游，摄像头位布置在水闸及水闸下游的河岸上，各振动传感器与各摄像头引出线分别连到相应的传感器节点的信号输入端口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

设计一种基于无线传感网络与摄像头相结合的水闸下游监测系统，通过采集大坝下游水体的振动、图像信息实现准确的在线监测，并根据实时的放水时间对水闸下游的船只等进行预警。安装简便，可实现无线传输、实时监控的特点，实用性高。

附图说明

   图1是本实用新型监测系统结构示意图。

图2是本实用新型微控制器（MCU）模块、RF模块接口图。

   图3为本实用新型微控制器（MCU）模块、RS232模块的接口图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型监测系统由以下几个部分组成：一台监测计算机1、ZigBee协调器节点2、传感器节点3、多个振动传感器4和多个摄像头5。所述ZigBee协调器节点2和传感器节点3以自组织方式组建成无线传感网络；所述监测计算机1和ZigBee协调节点2通过串行接口相连，所述振动传感器4分布在水闸下游，摄像头5位布置在水闸及水闸下游的河岸上。各振动传感器4与各摄像头5引出线分别连到相应的传感器节点3的信号输入端口。

协调器节点2通过无线方式接受各传感器节点3的数据，并将数据及时通过串口传送给监测计算机1，监测计算机1通过处理分析进行实时显示、预警功能。传感器节点3完成对振动传感器节点4和摄像头节点5的数据采集并响应协调器节点2的数据请求。

传感器节点主要由数据处理单元、数据采集单元、数据通信单元、电源单元组成。数据处理单元的微控制器（MCU）Atmega1280L的ADC接口相连与数据采集单元的传感器（含信号调理器）连接进行数据采集，微控制器Atmega1280L的SPI接口与数据通信单元的RF收发器CC2420相连，进行数据的收发，数据处理单元包括JTAG接口和RS232接口。

协调器节点主要由数据处理单元、数据通信单元、电源单元组成。数据处理单元的微控制器（MCU）Atmega1280L与数据通信单元的RF收发器CC2420相连，进行数据的收发，数据处理单元包括JTAG接口和RS232接口。