CN110087339A - 一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统 - Google Patents

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范小娇
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张彤彤
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Abstract

一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，包括若干监测终端节点，每一个监测终端节点的输出端通过ZigBee路由器和ZigBee协调器的输入端双向无线连接，每个ZigBee协调器和一个GPS模块连接获取位置信息，ZigBee协调器的输出端和4G通讯模块的输入端双向连接，4G通讯模块的输出端通过互联网和云服务器的输入端双向连接，云服务器的输出端通过互联网和应用终端的输入端双向连接；本发明全面监测城市道路井盖的安全情况，减少人力和财力的投入，提高管理效率，在井盖发生丢失、移位、损坏时，相关部门和工作人员能够及时的采取补救措施，提高工作效率、减少国家公共财产损失和降低对人身产生不安全隐患。

Description

一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统
技术领域
本发明涉及城市井盖管理技术领域，具体设计一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统。
背景技术
随着城市化进程快速发展，城市化建设产生了大量检查井，涉及燃气、供热、供水、雨水、污水、中水、电力、照明、通信、信息、交通、公安交通、广播电视等诸多行业，广泛的分布于各大环路，主干道。然而，目前井盖管理存在丢失、移位、破损等诸多问题，公共财产遭受损失、市政形象遭到破坏、人身安全受到威胁。传统的井盖管理以人工巡检为主，一方面，不能在第一时间获悉井盖丢失信息，井盖丢失找不到责任人；另一方面，各行业独立的井盖管辖权，造成信息不对称，依靠人工管理、分割管理无法有效解决问题；再有，人力维护成本高，人员监督管理难。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，全面监测城市道路井盖的安全情况，减少人力和财力的投入，提高管理效率，在井盖发生丢失、移位、损坏时，相关部门和工作人员能够及时的采取补救措施，提高工作效率、减少国家公共财产损失和降低对人身产生不安全隐患。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，包括若干监测终端节点1，每一个监测终端节点1的输出端通过ZigBee路由器2和ZigBee协调器3的输入端双向无线连接，每个ZigBee协调器3和一个GPS模块4连接获取位置信息，ZigBee协调器3的输出端和4G通讯模块5的输入端双向连接，4G通讯模块5的输出端通过互联网和云服务器6的输入端双向连接，云服务器6的输出端通过互联网和应用终端7的输入端双向连接。
所述的监测终端节点1包括传感器组11，传感器组11的信号输出端和数据采集模块13输入端连接，数据采集模块13输出端与微处理器16的第一输入端相连，微处理器16的输出端分别和ZigBee无线传输模块12、显示屏18、双色LED19、蜂鸣器110和存储器17的输入端连接。
所述的微处理器16的第二输入端和按键输入模块14的输出端连接。
所述的传感器组11、微处理器16和ZigBee无线传输模块12、显示屏18的电力输入端和电源管理模块15的电力输出端连接。
所述的应用终端7包括微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台。
一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统的使用方法，包括以下步骤：
1)先将调试好的监测终端节点1的传感器组11放置或内置于井盖相关部位，传感器组11包括应变传感器、压力计、加速度计、温度传感器、位移计、光照度传感器、气体传感器等，各传感器分别与数据采集模块13连接，实时采集井盖关键状态信息；
2)数据采集模块13接收传感器组11采集的井盖状态实时数据并传输到微处理器16；
3)微处理器16将接收到的井盖状态实时数据传输到显示屏18、存储器17和ZigBee无线通讯模块12，并将接收到井盖状态实时数据与标准阈值进行比较，当井盖状态实时数据落在标准阈值范围内时，微处理器16控制双色LED19显示黄色；当超出标准阈值范围时，微处理器16控制双色LED19显示红色，并控制蜂鸣器110发出蜂鸣声给出报警信息；
4)监测终端节点1开始井盖状态实时数据采集后，通过ZigBee无线通讯模块12按照轮询方式将井盖状态实时数据传送到ZigBee协调器3；
5)ZigBee协调器3将ZigBee路由器2接收的各个监测终端节点1发送的井盖状态实时数据和GPS模块4采集的GPS位置信息发送到4G通讯模块5，通过互联网，发送至云服务器6；
6)用户通过应用终端7，采用微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台中的一种或者几种，对云服务器6进行访问，实现对城市道路的井盖信息的实时数据查询、历史数据查询、趋势变化曲线以及进行其他的数据分析工作。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明采用了低功耗、自组网能力强的ZigBee通信技术，可以通过多个ZigBee网络实现城市路面井盖安全状态的监测及预警。
2、每个ZigBee协调器3配置一个GPS模块4获取位置信息，每个网络内部的路由器进行编号获取精确的井盖状态信息，可以降低系统的综合成本。
3、本发明将城市路面井盖安全状态数据通过互联网及时存储至云服务器6，节省了硬件和软件成本及维护工作，可以更好地备份本地数据并可以在异地处理日常数据。同时，通过应用终端7可以进行远程访问、专家诊断、远程维护，减少维护人员的工作量和差旅费用，极大地提升了服务效率、服务质量和客户满意度，具有集约化、智能化和网络化等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明监测终端节点的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的结构原理和工作原理进一步说明。
参照图1，一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，包括若干监测终端节点1，每一个监测终端节点1的输出端通过ZigBee路由器2和ZigBee协调器3的输入端双向无线连接，每个ZigBee协调器3和一个GPS模块4连接获取位置信息，ZigBee协调器3的输出端和4G通讯模块5的输入端双向连接，ZigBee协调器3将GPS模块4的位置信息和检测终点节点的数据双向传输到4G通讯模块5，4G通讯模块5的输出端通过互联网和云服务器6的输入端双向连接，云服务器6的输出端通过互联网和应用终端7的输入端双向连接。
参照图2，所述的监测终端节点1包括传感器组11，传感器组11的信号输出端和数据采集模块13输入端连接，数据采集模块13输出端与微处理器16的第一输入端相连，微处理器16的输出端分别和ZigBee无线传输模块12、显示屏18、双色LED19、蜂鸣器110和存储器17的输入端连接；所述的微处理器16的第二输入端和按键输入模块14的输出端连接；所述的传感器组11、微处理器16和ZigBee无线传输模块12、显示屏18的电力输入端和电源管理模块15的电力输出端连接。
所述的应用终端7包括微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台。
一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统的使用方法，包括以下步骤：
1)先将调试好的监测终端节点1的传感器组11放置或内置于井盖相关部位，传感器组11包括应变传感器、压力计、加速度计、温度传感器、位移计、光照度传感器、气体传感器等，各传感器分别与数据采集模块13连接，实时采集井盖关键状态信息；
2)数据采集模块13接收传感器组11采集的井盖状态实时数据并传输到微处理器16；
3)微处理器16将接收到的井盖状态实时数据传输到显示屏18、存储器17和ZigBee无线通讯模块12，并将接收到井盖状态实时数据与标准阈值进行比较，当井盖状态实时数据落在标准阈值范围内时，微处理器16控制双色LED19显示黄色；当超出标准阈值范围时，微处理器16控制双色LED19显示红色，并控制蜂鸣器110发出蜂鸣声给出报警信息；
4)监测终端节点1开始井盖状态实时数据采集后，通过ZigBee无线通讯模块12按照轮询方式将井盖状态实时数据传送到ZigBee协调器3；
5)ZigBee协调器3将ZigBee路由器2接收的各个监测终端节点1发送的井盖状态实时数据和GPS模块4采集的GPS位置信息发送到4G通讯模块5，通过互联网，发送至云服务器6；
6)用户通过应用终端7，可以是微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台中的一种或者几种，对云服务器6进行访问，实现对城市道路的井盖信息的实时数据查询、历史数据查询、趋势变化曲线以及进行其他的数据分析工作。

Claims (5)

1.一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，其特征在于：包括若干监测终端节点(1)，每一个监测终端节点(1)的输出端通过ZigBee路由器(2)和ZigBee协调器(3)的输入端双向无线连接，每个ZigBee协调器(3)和一个GPS模块(4)连接获取位置信息，ZigBee协调器(3)的输出端和4G通讯模块(5)的输入端双向连接，4G通讯模块(5)的输出端通过互联网和云服务器(6)的输入端双向连接，云服务器(6)的输出端通过互联网和应用终端(7)的输入端双向连接；
所述的监测终端节点(1)包括传感器组(11)，传感器组(11)的信号输出端和数据采集模块(13)输入端连接，数据采集模块(13)输出端与微处理器(16)的第一输入端相连，微处理器(16)的输出端分别和ZigBee无线传输模块(12)、显示屏(18)、双色LED(19)、蜂鸣器(110)和存储器(17)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，其特征在于：所述的微处理器(16)的第二输入端和按键输入模块(14)的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，其特征在于：所述的传感器组(11)、微处理器(16)和ZigBee无线传输模块(12)、显示屏(18)的电力输入端和电源管理模块(15)的电力输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统，其特征在于：所述的应用终端(7)包括微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台。
5.一种基于ZigBee和GSM混合网络的城市道路智慧井盖系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先将调试好的监测终端节点(1)的传感器组(11)放置或内置于井盖相关部位，传感器组(11)包括应变传感器、压力计、加速度计、温度传感器、位移计、光照度传感器、气体传感器，各传感器分别与数据采集模块(13)连接，实时采集井盖关键状态信息；
2)数据采集模块(13)接收传感器组(11)采集的井盖状态实时数据并传输到微处理器(16)；
3)微处理器(16)将接收到的井盖状态实时数据传输到显示屏(18)、存储器(17)和ZigBee无线通讯模块(12)，并将接收到井盖状态实时数据与标准阈值进行比较，当井盖状态实时数据落在标准阈值范围内时，微处理器(16)控制双色LED(19)显示黄色；当超出标准阈值范围时，微处理器(16)控制双色LED(19)显示红色，并控制蜂鸣器(110)发出蜂鸣声给出报警信息；
4)监测终端节点(1)开始井盖状态实时数据采集后，通过ZigBee无线通讯模块(12)按照轮询方式将井盖状态实时数据传送到ZigBee协调器(3)；
5)ZigBee协调器(3)将ZigBee路由器(2)接收的各个监测终端节点(1)发送的井盖状态实时数据和GPS模块(4)采集的GPS位置信息发送到4G通讯模块(5)，通过互联网，发送至云服务器(6)；
6)用户通过应用终端(7)，采用微信公众号平台、Web查询平台、短信平台和手机APP平台中的一种或者几种，对云服务器(6)进行访问，实现对城市道路的井盖信息的实时数据查询、历史数据查询、趋势变化曲线以及进行其他的数据分析工作。
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