基于GSM短信技术的大坝安全监测系统设计.pdf

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1、圜经验交流基于GSM短信技术的大坝安全监测系统设计陈文辉张学习邹兵陈泽宁(广东工业大学自动化学院)摘要：有线介质传输网络存在架设及运营费用高、可扩展性差等问题，制约了大坝安全监测系统的推广与应用。设计一种基于GSM短信技术的大坝安全监测系统，主要由无线传感器网络、GSM短信中心和监测中th,3部分组成，利用多线程技术，实现监测中心与网关之间实时双向短信通信。试验表明：该监测系统传输时延小，传输质量稳定可靠。关键词：GSM工业模块；大坝安全监测；多线程技术；短信通信O引言随着计算机网络、电子技术和通信技术的高速发展，大坝安全监测技术也得到相应的发展，并逐渐趋向系在人类改造

2、自然的历史上，大坝具有重要的意义。统化、自动化和成熟化[5】。利用水位差，可以产生电力；日常生活中，可以供给本文设计了一种基于GSM短信技术的大坝安全淡水、灌溉农田；洪涝灾害时，可以拦洪蓄水。为此，监测系统，主要由无线传感器网络、GSM短信中心人类建造了数量庞大的水库大坝Ⅲ。然而，由于多种和监测中心3部分组成。无线传感器网络和监测中心原因，大坝存在着诸多不确定的安全隐患，一旦爆发，之间无需架设专门的传输线路，可借助第三方GSM直接威胁到大坝下游人民的生命财产安全【。无线传输网络，实现两者之间的实时通信。目前GSM目前，传统的大坝安全监测系统传输网络大多是网络建设完善，基

3、站遍布城乡，信号覆盖范围广，传由电缆和光缆等有线介质组成，存在布线、改线工程输质量稳定可靠。利用GSM网络信号实现数据远距量大，线路容易损坏，无线传感器网络中的站点不可离传输是一种可行方案。移动等问题【3】。这些问题不同程度地影响、制约了大坝安全监测系统的推广与使用。大多数中小型水库远l大坝安全监测系统总体设计离市区，地质条件复杂，恶劣的自然环境导致传输线大坝安全监测系统网络扑图如图1所示。路铺设成本高，建设工期长，工程后续维护费用大[41。图1大坝安全监测系统拓扑图1．1无线传感器网络域内的水位计传感器、ZigBee无线模块及蓄电池构成；无线传感器网络由传感器终端、路

4、由器和网关等网关节点则由基于ARM7核RISC结构的LPC2210节点组成。传感器终端、路由器由分布在大坝监测区微处理器、德州仪器公司的ZigBee无线射频芯片2014年第35卷第4期自动化与信息工程43CC2430E61以及广和通公司的GSM／GPRS通讯模块务和小区广播短消息业务。G600等芯片构成。CC2430芯片只需很少的外围部件2．2GSMAT指令配合就能实现信号的收发功能，且外设资源丰富，只AT指令一般应用于终端设备与PC应用之间的要扩展合适的驱动电路和传感器，就能实现数据的采连接与通信。GSMAT常用指令如表1所示。集及控制功能[剐。表1GSMAT常用指令

5、无线传感器网络主要负责采集大坝水文数据及命令作用网络节点蓄电池的电压数据，并将采集到的样本数据AT+CG得到版本号通过GSM网络，以短信方式发送到机房监测中心存储与显示。AT+CGSN得到序列号(IMEI)1．2短信中心AT+CIMI得到手机IMSI号码短信中心主要由移动公司的GSM基站和机房组AT+CSCS获取、设置当前字符集，可设置为GSM或UCS2成，负责无线传感器网络网关与监测中心之间的短信AT+CBC获取电量互通。1-3监测中心AT+CCLK获取设置手机时钟监测中心的硬件由GSMModem与PC机组成。AT+CNUM机身号码，分为线路一和线路二监测中心的数据管

6、理软件主要由2个界面组成：系统AT+CSQ当前信号设置界面和站点信息显示界面。系统设置界面包括协AT+COPS网络营运商议版本、命令类型、水库编号、水库描述、通讯方式、协议方式、监测中心地址、监测中心端口、网关AT+CSCA短信中心号码端口、监测中心SIM卡号、告警上报号、数据上报时AT+CPMS选择短信储存地点间、数据上报间隔、水位监测点数量以及网关SIM卡AT+CMGL列出指定状态的短信息的PDU代码号等。站点信息显示界面包括3部分：①站点信息AT+CMGR列出指定序号的短信息PDU代码表，包括站点编号、安装位置、水位高度、水位高度上限、水位高度下限、电池电压、电压

7、下限；②站AT+CMGS发送短信点水位曲线图；③站点电池电压曲线图。水位高度AT+CMGD删除指定的短信和电池电压曲线周期性更新，更新周期可在监测中心AT+CMGF短信格式，分为Text模式和PDU模式数据管理软件上设置。AT+CNMI设置新短消息接收提示方式2GSM短信及GSMAT指令3监测中心数据管理软件设计2．1GSM短信GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通讯监测中心数据管理软件包括2部分：人机交互的体制中较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。短操作界面；与GSMModem通信，实现数据接收、发信业务是GSM系统提供给手机用户的一