无线监测技术在港口仓储安全中的应用

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1、无线监测技术在港口仓储安全中的应用1引言　　　　随着港口经济的快速发展,货运港口吞吐量逐渐提升,港口物流仓库的建设规模逐步扩大,仓库安全灾难频繁发生。比如由于仓库中的物资本身的性质,容易产生物资易燃、易爆等不安全因素;又如管理上面的松懈可能导致盗窃行为的发生等等,所以加强仓库及其物品的安全管理十分必要。目前物流仓库的安全监测主要是防止火灾和盗窃事件。考虑到港口仓库受所处地理条件影响温湿度变化相对较大,较易引起库存物资的霉变、失效,对港口物流仓库的物品管理,除防火、防盗外,加强仓库温湿度的监控也尤为重要。　　　　因

2、此本文设计了一种基于ZigBee无线传感X络的港口物流仓库安全无线监测系统,能够实现在复杂环境中实时采集现场火情、盗情和温湿度数据,对可能出现的险情进行远程安全预警。ZigBee无线传感X络是近年来新兴的短距离无线X络,它具有低功耗、低复杂度、低成本等优点[1-3],在工业生产等领域有广泛的应用前景[4,5].利用ZigBee技术可以在节省人力资源的同时,能有效地实现港口物流仓库安全远程自动监测,从而避免物流货物存储中可能发生的危险,具有良好的实用价值和现实意义。　　　　2港口物流仓库安全无线监测系统概述　　　　

3、本文设计的港口物流仓库安全无线监测系统包括火情监测、盗情监测、温湿度监控和险情报警功能。火情监测通过对仓库内火焰和烟雾浓度是否超标的监测,判断是否发生火灾。盗情监测通过红外线传感器对仓库室内及周边进行监控,实现防盗警戒。港口由于温湿度条件多变,为了保证货物存储的温湿度要求,本系统增加温湿度监控功能，对仓库内的温度和湿度进行实时监测，并且根据实测温湿度数据控制空调通风系统,防止仓库内温湿度异常给货物带来的损害。险情报警分为仓库现场蜂鸣器报警和远程报警两部分,其中报警利用GSM（GlobalSystemforMobi

4、lemunication,全球移动通信系统）移动通信X络及时给仓库工作人员发送信息。系统功能图如图1所示。　　　　　　　　根据港口物流仓库安全无线监测系统的功能,本系统由ZigBee无线传感器X络和GSM模块两大部分组成。系统结构图如图2所示。　　　　　　　　ZigBee无线传感器X络由ZigBee终端节点和协调器节点组成[6].ZigBee终端节点通过多路传感器完成仓库安全环境信息的数据采集任务。本监测系统采用的传感器包括温湿度、烟雾、红外和火焰传感器。在监测仓库是否有人入侵或发生火灾的同时,实时监测仓库内的温

5、湿度。ZigBee终端节点通过无线通讯X络,将采集的仓库安全和环境信息数据,以及仓库内部蜂鸣器报警状态信息传递给协调器节点。　　　　协调器节点负责组建无线传感X络,处理整个仓库安全监测系统的实时数据,同时具备仓库内温湿度显示和安全报警功能。如果仓库内温湿度不利于货物的存储,可以发送控制命令给空调通风系统进行降温处理。协调器同时与GSM模块连接。协调器节点在接收到ZigBee终端节点发来的报警信息后,能够将报警信息通过GSM模块发送给仓库工作人员的,实现远程无线监测,以便快速处理可能出现的仓库险情。　　　　3仓库安

6、全无线监测系统主要硬件设计　　　　3.1ZigBee终端节点硬件设计　　　　ZigBee终端节点以CC2530中的8051CPU为核心,主要完成物流仓库火情、盗情、温湿度环境参数的检测与无线传输。传感器终端采用RFD设备,只需很少的资源和存储容量,因此供电方式使用电池供电。为了节省电能,ZigBee终端节点工作方式采用定时唤醒的间歇工作方式,每隔1分钟将终端的各传感器从休眠状态唤醒,开始数据采集,并向协调器节点发送信息,发送完成后再次进入休眠状态。本系统采用的传感器包括人体红外传感器HC-SR501、火焰传感器、

7、烟雾传感器MQ-2、以及数字温湿度传感器DHT11.上述四种传感器分别与ZigBee的P0_4~P0_7连接。各传感器性能汇总如表1所示。　　　　　　　　3.2协调器节点硬件设计　　　　与GSM模块相连的CC2530作为ZigBee的协调器来使用,是X络各节点信息的汇聚点,负责组建物流仓库安全无线传感器X络、存储节点和管理节点的任务[7,8].协调器节点接受ZigBee终端各传感器节点的数据,通过OLED（OrganicLightEmittingDisplay,有机发光显示器）显示火情、盗情警报信息和仓库温湿度环

8、境参数。并且如果物流仓库发生险情,通过串口发送AT指令到GSM模块,实现警报短信的发送。