摘要：跟着我国现代经济发展水平的不断提高，城市井盖数目逐步添加。因为较多井盖被盗，致使路面构成圈套，危害到过往车辆和行人安全。本文提出了一种依据ZigBee无线网络的智能安全监控体系，处理散布式布控困难、不能实时监控、本钱较高的问题。交融GPRS网络，规划相应的嵌入式网关和Web服务器，完成了对缺失井盖的准确定位、主动报警功用。
导言
城市道路上的井盖常常会呈现破损或丢掉，这样会在路面上构成圈套，对过往车辆和行人构成风险。全国特大型城市各类井盖总数量均在100万个以上，大型城市在80万个以上，中型城市在50万个以上。据统计，一般城市井盖年被盗数量超越总量的1%左右。井盖发生的安
全风险包括：井盖被盗，经过井盖进口偷盗地下电线缆，影响供电和通讯;因为下水道未准时清淘构成淤积，长期构成沼气浓度过高易引发中毒、爆破等风险事情。
1 体系概述
图1为体系作业原理图，体系组成为包括井盖报警器的ZigBee网络、嵌入式网关、GPRS短信模块、Web服务器，井盖报警器之间选用ZigBee无线通讯技能，每个报警器作为ZigBee网络中的节点，经过固定的组网方法构成无线传感网络。报警器以接力的方法将数据传到ZigBee网络的和谐器节点，和谐器节点担任接纳一切网络中的报警器节点信息。
和谐器节点和嵌入式网关之间交互数据，将ZigBee网络中的各个报警器节点信息会聚传递到嵌入式网关，一起将用户查询和设置指令下发给ZigBee网络。经过收集数据嵌入式网关能够对各个井盖报警器情况和方位进行显现和存储。嵌入式网关一起还起到实时报警和上传数据到网络的作用，GPRS模块首要担任GPRS模块接纳井盖报警器传来的报警信息和井盖编码信息，并经过GPRS电路将其转发到具有固定IP地址的Web数据库服务器中，完成报警数据的上传。市政设备管理处以及自来水厂等政府机构能够经过网络查询自己单位的井盖情况，是否需求保护，并一起发送短信给检修人员，完成及时修补和处理。
作业原理：当井盖被翻开后，井盖报警器上面的红外感应传感器感知光线发生报警，将报警信息经过ZigBee网络传输，传到嵌入式网关中。嵌入式网关处理数据，显现报警方位，经过GPRS模块将信息一致发送至固定IP的服务器上，用户经过Web服务器中心能够查询每个井盖的安全情况。一起，服务器中心经过互联网将音讯发送给每个附近的修补单位，到达实时安全监管的作用。GPRS模块会将井盖的方位和情况发送给周边的检修人员，告诉检修人员及时修补。
2 体系组成
2.1 井盖报警器节点
图2所示为井盖报警器节点结构图，包括ZigBee控制器、蜂鸣器、高亮度LED、气体传感器、光敏传感器。
其间，担任组成网络的ZigBee控制器选用TI公司出产的针对IEEE 802.15.4使用的片上体系CC2530，内部集成了作业在2.4 GHz的射频发射器和低功耗的8051MCU内核。
井盖报警器节点的原理为：经过嵌入式压电供电模块为ZigBee控制体系供电，经过传感器检测井盖安全情况。当井盖被盗时，光敏传感器感知光线并将报警信息和地址编码传输到附近的ZigBee路由器中;当沼气浓度过高时，气体传感器感知浓度，将报警信息和地址编码传输到附近的ZigBee路由器中。
2.2 嵌入式网关
嵌入式网关选用三星公司的S3C6410处理器，主频到达667 MHz。陔网关具有较好的通用性，选用ARM11芯片S3C6410作为中心扩展规划了一个ZigBee网关，选用Linux操作体系，移植TCP/IP协议，将网络故障下的信息存储在FLASH芯片中。项目中的网关很好地克服了传统网关架构下ZigBee传输速率较慢的瓶颈，大大降低了协议转化过程中的资源和处理时刻耗费。该网关规划思路新颖，具有较强的实用性。界面简略易操作，通讯作用杰出，能够经过网络长途监测井盖安全的实时改变，为市政供给了有用、及时的信息。
2.3 Web服务器
使用PC机树立Web服务器，对无线传感网络中的数据进行存储和显现，一起经过网络连接至政府部门，便利各个单位查询井盖情况。在服务器规划中，前端选用ASP.NET开发页面，后端选用ADO.NET操作数据库。每个报警器节点数据传输过来到服务器后，服务器经过SQL数据库进行接纳、处理和存储。首要信息包括：井盖节点方位信息、安全情况信息、实时监控信息、前史监控信息。Web服务器依据规划功用需求，首要分为登陆界面、井盖散布方位界面、井盖安全情况界面、前史数据等界面。
3 体系规划
3.1 体系硬件规划
3.1.1 ZigBee模块
ZigBee网络中模块有三种类型：和谐器、路由器和终端节点。ZigBee模块选用TI公司的射频模块CC2530，选用IEEE802.15.4协议，集成了RF和8051 MCU内核，具有256K的闪存，作业频率为2.4 GHz，通讯间隔能够到达100 m，具有不同的运转形式，特别习惯超低功耗要求的体系。
3.1.2 光敏传感器
光敏传感器选用光敏二极管，光敏二极管呼应规模适用于可见光规模，红外光全截止，频谱规模近似人眼。经过ZigBee控制器的A/D模块收集光敏二极管上面的光线强度，当井盖损坏或被盗后，光敏二极管检测光线发生改变然后报警。气体传感器选用MH-440V/D红外气体传感器，经过测定气体成分的吸光度，就能测定气体成分的浓度，气体传感器首要担任检测下水道沼气是否超支。
3.1.3 GPRS模块
GPRS模块选用SIM900A模块，该设备选用高性能处理器，内嵌TCP/IP协议栈，确保数据牢靠传输。GPRS模块首要担任接纳井盖报警器传来的报警信息和井盖编码信息，并经过GPRS电路将其转发到具有固定IP地址的Web数据库服务器中，完成报警数据的上传。一起，发送短信给修补人员，完成及时修补和处理。
