基于WSN和GSM的城市垃圾智能監測系統設計

　　系統軟件設計

　　節點(diǎn)軟件設計

　　節點(diǎn)軟件設計包括傳感器節點(diǎn)和匯聚節點(diǎn)。傳感器節點(diǎn)主要完成對垃圾箱狀態(tài)信息采集處理，并通過(guò)射頻通信模塊將處理后的數據傳輸給匯聚節點(diǎn)。為了降低系統功耗，節點(diǎn)采取“發(fā)送-休眠-發(fā)送”工作方式，節點(diǎn)以一定的周期采集現場(chǎng)狀態(tài)信息，并將采集的數據進(jìn)行處理，提取監測對象狀態(tài)的特征信息，判斷是否發(fā)生異常，傳感器節點(diǎn)工作流程如圖5所示。匯聚節點(diǎn)主要負責整個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的建立、維護以及所有傳感器節點(diǎn)數據匯集處理，并將數據通過(guò)GSM以短信方式發(fā)送至管理人員手機。

　　GSM短信息發(fā)送設計

　　控制器S3C2410利用AT指令控制GSM模塊通過(guò)短信息與終端設備通信，選擇Siemens公司推出TC35i^[7]作為無(wú)線(xiàn)通信GSM模塊，可以快速安全可靠的實(shí)現數、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(SMS)和傳真。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU(協(xié)議數據單元)模式的短消息。短信息發(fā)送流程如圖6所示。設計采用PDU模式收發(fā)短信，不僅支持中文短信息，也能發(fā)送英文短信息，漢字采用十六進(jìn)制Unicode編碼字符。TC35i常用AT命令如下：

　　(1)AT+CMGF=0，0代表PDU模式，是回車(chē)符
　　(2)AT+CSCA=“Telephone”，用于設置短信息中心號碼
　　(3)AT+CMGS=“Data length”，設置發(fā)送數據長(cháng)度
　　(4)AT+CMGS=“18328506724”>content ^z，用于向目的地址發(fā)送消息content

　　實(shí)驗結果

　　選擇成都理工大學(xué)校園內的10個(gè)垃圾箱作為測試對象，在每個(gè)垃圾箱上安裝傳感器檢測裝置，把手機作為接收終端設備。當垃圾箱裝滿(mǎn)時(shí)，隔一段時(shí)間后，手機能夠接收到異常短信。利用人工生煙的方法，對垃圾箱狀態(tài)進(jìn)行改變，采用煙霧傳感器檢測煙霧濃度。設定煙霧濃度閾值為900ppm，選擇測試時(shí)間為08:00-08:14，煙霧測試結果如表1所示。結果表明，當煙霧濃度超過(guò)設定值時(shí)，匯聚節點(diǎn)通過(guò)GSM模塊發(fā)送異常短信，手機可以正常接收。

　　結論

　　本文著(zhù)重對一些重要電路和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和設計，并通過(guò)現場(chǎng)測試證明了系統運行良好，盡管WSN有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在信號抗干擾、數據傳輸等方面仍然存在一些不足。通過(guò)對硬件設備采取接地、濾波等處理，降低外界信號干擾。同時(shí)增加采集數據的頻率以及采取濾掉最大值和最小值求平均值等方法，確保數據傳輸的正確性，降低誤碼率的發(fā)生。設計結構簡(jiǎn)單、組網(wǎng)容易，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )傳輸信息，實(shí)現遠程監控和管理，可廣泛應用于街道、社區以及景區等地方。

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