基于WSN和GSM的城市垃圾智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　節(jié)點軟件設(shè)計

　　節(jié)點軟件設(shè)計包括傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點。傳感器節(jié)點主要完成對垃圾箱狀態(tài)信息采集處理，并通過射頻通信模塊將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給匯聚節(jié)點。為了降低系統(tǒng)功耗，節(jié)點采取“發(fā)送-休眠-發(fā)送”工作方式，節(jié)點以一定的周期采集現(xiàn)場狀態(tài)信息，并將采集的數(shù)據(jù)進行處理，提取監(jiān)測對象狀態(tài)的特征信息，判斷是否發(fā)生異常，傳感器節(jié)點工作流程如圖5所示。匯聚節(jié)點主要負(fù)責(zé)整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建立、維護以及所有傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)匯集處理，并將數(shù)據(jù)通過GSM以短信方式發(fā)送至管理人員手機。

　　GSM短信息發(fā)送設(shè)計

　　控制器S3C2410利用AT指令控制GSM模塊通過短信息與終端設(shè)備通信，選擇Siemens公司推出TC35i^[7]作為無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠的實現(xiàn)數(shù)、語音傳輸、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(shù)據(jù)單元)模式的短消息。短信息發(fā)送流程如圖6所示。設(shè)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，是回車符
　　(2)AT+CSCA=“Telephone”，用于設(shè)置短信息中心號碼
　　(3)AT+CMGS=“Data length”，設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)長度
　　(4)AT+CMGS=“18328506724”>content ^z，用于向目的地址發(fā)送消息content

　　實驗結(jié)果

　　選擇成都理工大學(xué)校園內(nèi)的10個垃圾箱作為測試對象，在每個垃圾箱上安裝傳感器檢測裝置，把手機作為接收終端設(shè)備。當(dāng)垃圾箱裝滿時，隔一段時間后，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)進行改變，采用煙霧傳感器檢測煙霧濃度。設(shè)定煙霧濃度閾值為900ppm，選擇測試時間為08:00-08:14，煙霧測試結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，當(dāng)煙霧濃度超過設(shè)定值時，匯聚節(jié)點通過GSM模塊發(fā)送異常短信，手機可以正常接收。

　　結(jié)論

　　本文著重對一些重要電路和關(guān)鍵技術(shù)進行分析和設(shè)計，并通過現(xiàn)場測試證明了系統(tǒng)運行良好，盡管WSN有很多優(yōu)點，但是在信號抗干擾、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫嫒匀淮嬖谝恍┎蛔恪Ｍㄟ^對硬件設(shè)備采取接地、濾波等處理，降低外界信號干擾。同時增加采集數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，降低誤碼率的發(fā)生。設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)容易，通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，可廣泛應(yīng)用于街道、社區(qū)以及景區(qū)等地方。

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