梯级无线数据传输网络的大坝安全监测

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人类自古就开始了兴修水利改造自然的进程,但是伴随着的坝体恶化、甚至溃坝事件时有发生,使得人们开始对坝体发生破坏之前的坝体状态进行监测以预知坝体的运行状况,在发生破坏事件之前做好充足的准备以及预防措施。随着工业自动化进程的加剧以及人们对安全监测的日益重视,传统的布线式采集监测不再能够适应日益复杂的监测环境和多样的监测要素。本研究提出了基于ZigBee和GSM网络的梯级安全监测数据传输网络,完成了从监测采集终端到中心站的监测数据传输,适用于监测面积广、监测数据种类多、数据传输距离远的大型大坝安全监测。  1.监测终端节点与中心协调器节点搭建ZigBee数据采集传感器网络监测终端节点直接与监测传感器通信,有着低功耗、稳定性高的要求。所有终端节点通过ZigBee网络将数据发送至Linux中心协调器。ZigBee技术的低功耗、大节点容量以及高效的自组网优势使得这一传输网络在供电方案设计、数据传输效率和传输可靠性上有着独特的优势,非常适合于大坝安全监测数据采集。  2.中心协调器通过GSM网络与中心站通讯所有检测终端节点的监测数据通过ZigBee网络汇聚到中心协调器后,搭载了嵌入式数据库的中心协调器进行解析、入库。根据各项监测数据的实时性要求将数据通过二代GSM网络以批处理的方式发送给中心站上位机。GSM网络覆盖广,传输速率不高,同样适合大坝安全监测的数据采集。  3.协调器与中心站上位机通讯的报文数据格式、通讯链路以及错误处理机制文章参照了水利部《水文监测数据通讯规约》规定的报文数据格式,提出了多种报文的通讯链路,同时解决了无线数据传输时的报文接收错误处理机制。  文章的最后,设计实现了终端监测节点设备,通过在实验室利用ZigBee串口节点模块,模拟了终端采集节点的监测数据发送以及Linux中心协调器的报文接收、解析以及数据入库操作,更加详细的描述了这一梯级数据无线传输网络在大坝安全监测上的可行性。  
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