一種基于wsn的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁通航監(jiān)測及防撞領(lǐng)域，特別涉及一種基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)技術(shù)是一種全球新興的信息獲取和處理技術(shù)，其主要是由一系列微型廉價低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)、一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和管理者組成。
[0003]我國現(xiàn)有各類橋梁50萬座，如此眾多的橋梁，對船舶航行來說無疑也是一種障礙物。而目前在對橋梁通航防撞沒有進(jìn)行細(xì)致的系統(tǒng)保護(hù)。當(dāng)前國內(nèi)外對橋梁的監(jiān)測都是采用定時的橋梁檢測車來完成，它所需的成本大，不夠及時，在進(jìn)行監(jiān)測的過程中耗費(fèi)很大的人力物力，無論是在經(jīng)濟(jì)還是及時性都是不可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是提供一種具有時效性、自動性、監(jiān)控成本低，能預(yù)防和減少船撞事故及交通事故的基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置。
[0005]本實(shí)用新型的基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置，由紅外測距防撞模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊和帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊組成，四種模塊采用zigbee技術(shù)組成WSN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞。
[0006]所述裝置開啟后，各模塊進(jìn)行初始化，紅外測距防撞模塊進(jìn)行測距，在閾值范圍之外進(jìn)行報警；光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊實(shí)時更新光照強(qiáng)度，在閾值范圍之外啟動照明燈模式；振動監(jiān)測模塊實(shí)時監(jiān)測橋梁的振動強(qiáng)度；帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊收集以上三個模塊采集信息并通過短信發(fā)送至橋梁安全管理者。
[0007]所述紅外測距防撞模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、紅外測距傳感器以及報警電路組成，報警電路與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與紅外測距傳感器，并向它們供電，紅外測距傳感器、CC2530核心處理器的輸入端以及報警電路連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板。
[0008]所述振動檢測模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、振動檢測傳感器以及報警電路組成，報警電路與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與振動檢測傳感器，并向它們供電，振動檢測傳感器、CC2530核心處理器的輸入端以及報警電路連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板。
[0009]所述光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、光照強(qiáng)度傳感器以及照明燈組成，照明燈與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與光照強(qiáng)度傳感器，并向它們供電，光照強(qiáng)度傳感器、CC2530核心處理器的輸入端以及照明燈連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板。
[0010]所述帶有收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊由5V供電電源、CC2530核心處理器、SIM300模塊、STM32F103RCT6平臺組成；5V供電電源模塊分別連接CC2530核心處理器、SIM300模塊以及STM32F103RCT6平臺，并向它們供電；CC2530核心處理器、SIM300模塊分別連接STM32F103RCT6平臺，帶有收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊通過5V供電電源，該網(wǎng)關(guān)模塊可以收集三個模塊所采集的數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的Snooo模塊發(fā)射給設(shè)定的手機(jī)用戶終端。
[0011]本實(shí)用新型的基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無線傳輸，從而提高系統(tǒng)技術(shù)含量與可行性，其成本低、方便、便捷、效率高，適合于大型橋梁的監(jiān)測應(yīng)用。通過運(yùn)用WSN技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)橋梁的全天候監(jiān)測及防撞管理。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型基于WSN的橋梁通航防撞及監(jiān)測裝置框架圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型基于WSN的橋梁通航防撞及監(jiān)測紅外測距防撞模塊圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型基于WSN的橋梁通航防撞振動檢測模塊圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型基于WSN的橋梁通航防撞光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型基于WSN的帶短信收發(fā)功能的網(wǎng)關(guān)模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置，由所述裝置由紅外測距防撞模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊和帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊組成，四種模塊采用zigbee技術(shù)組成WSN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置。所述裝置開啟后，各模塊進(jìn)行初始化，紅外測距防撞模塊進(jìn)行測距，在閾值范圍之外進(jìn)行報警；光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊實(shí)時更新光照強(qiáng)度，在閾值范圍之外啟動照明燈模式；振動監(jiān)測模塊實(shí)時監(jiān)測橋梁的振動強(qiáng)度；帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊收集以上三個模塊采集信息并通過短信發(fā)送至橋梁安全管理者。該裝置實(shí)用性強(qiáng)，可針對橋梁通航照明監(jiān)測及防止碰撞現(xiàn)象。
[0018]本實(shí)施例裝置采用CC2530芯片作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的處理器，采用STM32F103RCT6平臺作為網(wǎng)關(guān)的核心處理器。網(wǎng)關(guān)主要由5V供電電源模塊、CC2530核心處理器電路模塊、STM32F103RCT6平臺和S頂300模塊等四部分組成。將從各個控制節(jié)點(diǎn)接收到的影響橋梁安全的信息通過串口形式從其CC2530核心處理器傳輸給STM32F103RCT6平臺進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給網(wǎng)關(guān)上的S頂300模塊，SHOOO模塊通過短信形式傳送給其設(shè)定的手機(jī)終端。
[0019]圖1為整個裝置的框架。該裝置有四個模塊組成，分別是紅外測距防撞模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊和帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊。紅外測距模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊分別采集底層數(shù)據(jù)信息，并將其傳遞到網(wǎng)關(guān)模塊，帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊收集以上三個模塊采集信息并通過短信發(fā)送至橋梁安全管理者。
[0020]圖2為紅外測距模塊，在閾值范圍之內(nèi)，船只可正常行駛；當(dāng)船只行駛偏離航線時，即在閾值范圍之外，報警器報警，并將報警信息上傳至網(wǎng)關(guān)。
[0021]圖3為振動檢測模塊，實(shí)現(xiàn)橋梁振動的保障，橋梁振動劇烈諸如發(fā)生橋梁坍塌以及地震時，報警器發(fā)出報警，并將報警信息上傳至網(wǎng)關(guān)，避免事故加重及擴(kuò)散。
[0022]圖4為光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊，在對影響橋梁因素光照強(qiáng)度的采集，同時連接照明燈實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的控制。白天或光照強(qiáng)度很強(qiáng)的情況下，照明燈不會工作；夜晚或陰天的情況下，啟動照明燈達(dá)到節(jié)約能源的作用。
[0023]圖5為基于WSN的橋梁通航防撞及監(jiān)測裝置的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)圖；其結(jié)構(gòu)圖中包括5V供電電源模塊、CC2530核心處理器電路模塊、STM32F103RCT6平臺和SHOOO模塊等四個模塊，CC2530核心處理器電路模塊將信息采集后，及時地發(fā)送到S頂300模塊。
[0024]基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置實(shí)施的具體步驟:1、橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置中的光照強(qiáng)度模塊、紅外測距模塊以及振動檢測模塊分別通過光照強(qiáng)度傳感器，紅外測距傳感器以及振動傳感器來采集相應(yīng)的各影響因素的值；2、橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置中運(yùn)用報警電路以及照明燈電路實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的控制及匯報，振動檢測與紅外測距在閾值范圍之外進(jìn)行報警，光照強(qiáng)度在閾值范圍之外啟動照明燈模式，通過報警電路和照明燈電路及時地提醒橋梁的管理者，同時達(dá)到了節(jié)約能源的作用。3、將各個傳感器采集到的值匯集到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將處理的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)snooo模塊發(fā)送給其設(shè)定的橋梁管理者；4、橋梁管理者收到采集信息，并給出相應(yīng)的指示，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0025]以上公開的僅為本實(shí)用新型的幾個具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于以上實(shí)施例給出的結(jié)構(gòu)形式及硬件型號，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置，由紅外測距防撞模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊和帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊組成，其特征在于: 所述紅外測距防撞模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、紅外測距傳感器以及報警電路組成，報警電路與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與紅外測距傳感器，并向它們供電，紅外測距傳感器、CC2530核心處理器的輸入端及報警電路連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板； 所述振動檢測模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、振動檢測傳感器以及報警電路組成，報警電路與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與振動檢測傳感器，并向它們供電，振動檢測傳感器、CC2530核心處理器的輸入端及報警電路連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板； 所述光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊由5V供電電源、WSN底層節(jié)點(diǎn)板、CC2530核心處理器、光照強(qiáng)度傳感器以及照明燈組成，照明燈與5V供電電源分別連接CC2530核心處理器與光照強(qiáng)度傳感器，并向它們供電，光照強(qiáng)度傳感器、CC2530核心處理器的輸入端及照明燈連接WSN底層節(jié)點(diǎn)板； 所述帶有收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊由5V供電電源模塊、CC2530核心處理器、SIM300模塊、STM32F103RCT6平臺組成，5V供電電源模塊分別連接CC2530核心處理器、SIM300模塊以及STM32F103RCT6平臺，并向它們供電；CC2530核心處理器、SIM300模塊分別連接STM32F103RCT6平臺，帶有收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊收集三個模塊所采集的數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的snooo模塊發(fā)射給設(shè)定的手機(jī)用戶終端。
【專利摘要】一種基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置，所述裝置由紅外測距防撞模塊、光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊、振動檢測模塊和帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊組成，四種模塊采用zigbee技術(shù)組成WSN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基于WSN的橋梁通航監(jiān)測及防撞裝置。所述裝置開啟后，各模塊進(jìn)行初始化，紅外測距防撞模塊進(jìn)行測距，在閾值范圍之外進(jìn)行報警；光照強(qiáng)度監(jiān)控模塊實(shí)時更新光照強(qiáng)度，在閾值范圍之外啟動照明燈模式；振動監(jiān)測模塊實(shí)時監(jiān)測橋梁的振動強(qiáng)度；帶收發(fā)短信功能的網(wǎng)關(guān)模塊收集以上三個模塊采集信息并通過短信發(fā)送至橋梁安全管理者。該裝置實(shí)用性強(qiáng)，可針對橋梁通航照明監(jiān)測及防止碰撞現(xiàn)象產(chǎn)生。
【IPC分類】G08G3/02
【公開號】CN204731997
【申請?zhí)枴緾N201520440868
【發(fā)明人】陳沈平, 李波, 黃德昌, 梁煜, 王重慶, 付建華, 趙偲迪, 劉飛明, 萬剛遠(yuǎn), 徐志成, 游敏
【申請人】華東交通大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月25日