基于ZigBee與GPRS協(xié)議糧倉(cāng)遠(yuǎn)程監(jiān)視與防火防潮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李國(guó)冬　許瑾

摘 要：通過溫濕度傳感器、霧傳感器分別對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)的溫度濕度、煙霧狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將采集的數(shù)據(jù)通過ZigBee節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線傳輸，最后發(fā)送到值班室，通過上位機(jī)界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并通過數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，通過發(fā)送短信或打電話的方式，發(fā)出警報(bào)，通知工作人員及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。

關(guān)鍵詞：ZigBee；GPRS；糧倉(cāng)監(jiān)視；防火防潮

引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)管理方式也朝著智能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)管理需要人工實(shí)時(shí)查看倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的情況，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率較低；另外，采用布線方式組成有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)，存在布線復(fù)雜、維護(hù)不便、成本高等缺點(diǎn)。因此，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境是一個(gè)必然發(fā)展趨勢(shì)，文章提出了基于ZigBee與GPRS協(xié)議糧倉(cāng)遠(yuǎn)程監(jiān)視與防火防潮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

文章總體框架如圖1所示，通過溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)采集糧倉(cāng)的溫濕度，通過煙霧傳感器節(jié)點(diǎn)采集糧倉(cāng)附近的煙霧情況，并將采集到的數(shù)據(jù)報(bào)警節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)中。然后通過協(xié)調(diào)器傳送到上位機(jī)，并通過上位機(jī)界面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果糧倉(cāng)發(fā)生異常，通過報(bào)警節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送給SIM300，通過SIM300發(fā)送短信或打電話的方式通知值班人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。

2 基于ZigBee協(xié)議的糧倉(cāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)協(xié)議，其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。因此文章通過對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，采用了其中的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)作為糧倉(cāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過ZigBee無線通信技術(shù)將糧倉(cāng)中的一些傳感器連接起來，從而形成一個(gè)糧倉(cāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。以下是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的核心代碼：

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，用于接收溫度傳感器與煙霧傳感器的數(shù)據(jù)。

3 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)

Qt是一個(gè)跨平臺(tái)C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。它既可以開發(fā)GUI程序，也可用于開發(fā)非GUI程序，因此，文章采用Qt進(jìn)行開發(fā)，對(duì)該上位機(jī)界面進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，如圖2所示。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

SQLite是一款輕型的數(shù)據(jù)庫(kù)，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是嵌入式的，而且目前已經(jīng)在很多嵌入式產(chǎn)品中使用了它，在嵌入式設(shè)備中，只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。文章采用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)糧倉(cāng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，如圖3所示。

5 結(jié)束語

文章提出基于ZigBee與GPRS協(xié)議糧倉(cāng)遠(yuǎn)程監(jiān)視與防火防潮系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧倉(cāng)環(huán)境溫濕度與煙霧的測(cè)量，采集并在上位機(jī)界面對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的顯示，通過數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過SIM300實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，通過實(shí)驗(yàn)證明這種解決方案有很強(qiáng)的實(shí)用性，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。對(duì)于解決實(shí)際應(yīng)用中有線網(wǎng)絡(luò)布線成本過高及不便到達(dá)、環(huán)境惡劣地區(qū)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)的問題是一個(gè)很好的解決方案。

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作者簡(jiǎn)介：李國(guó)冬（1993-），男，本科生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用。

許瑾（1994-），男，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用。