一种基于wsn的桥梁通航监测及防撞装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁通航监测及防撞领域，特别涉及一种基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)技术是一种全球新兴的信息获取和处理技术，其主要是由一系列微型廉价低功耗的传感器节点、一个网关节点和管理者组成。
[0003]我国现有各类桥梁50万座，如此众多的桥梁，对船舶航行来说无疑也是一种障碍物。而目前在对桥梁通航防撞没有进行细致的系统保护。当前国内外对桥梁的监测都是采用定时的桥梁检测车来完成，它所需的成本大，不够及时，在进行监测的过程中耗费很大的人力物力，无论是在经济还是及时性都是不可取的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是提供一种具有时效性、自动性、监控成本低，能预防和减少船撞事故及交通事故的基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置。
[0005]本实用新型的基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置，由红外测距防撞模块、光照强度监控模块、振动检测模块和带收发短信功能的网关模块组成，四种模块采用zigbee技术组成WSN网络，实现基于WSN的桥梁通航监测及防撞。
[0006]所述装置开启后，各模块进行初始化，红外测距防撞模块进行测距，在阈值范围之外进行报警；光照强度监控模块实时更新光照强度，在阈值范围之外启动照明灯模式；振动监测模块实时监测桥梁的振动强度；带收发短信功能的网关模块收集以上三个模块采集信息并通过短信发送至桥梁安全管理者。
[0007]所述红外测距防撞模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、红外测距传感器以及报警电路组成，报警电路与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与红外测距传感器，并向它们供电，红外测距传感器、CC2530核心处理器的输入端以及报警电路连接WSN底层节点板。
[0008]所述振动检测模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、振动检测传感器以及报警电路组成，报警电路与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与振动检测传感器，并向它们供电，振动检测传感器、CC2530核心处理器的输入端以及报警电路连接WSN底层节点板。
[0009]所述光照强度监控模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、光照强度传感器以及照明灯组成，照明灯与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与光照强度传感器，并向它们供电，光照强度传感器、CC2530核心处理器的输入端以及照明灯连接WSN底层节点板。
[0010]所述带有收发短信功能的网关模块由5V供电电源、CC2530核心处理器、SIM300模块、STM32F103RCT6平台组成；5V供电电源模块分别连接CC2530核心处理器、SIM300模块以及STM32F103RCT6平台，并向它们供电；CC2530核心处理器、SIM300模块分别连接STM32F103RCT6平台，带有收发短信功能的网关模块通过5V供电电源，该网关模块可以收集三个模块所采集的数据，并通过网关内部的Snooo模块发射给设定的手机用户终端。
[0011]本实用新型的基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置，实现整个系统数据的无线传输，从而提高系统技术含量与可行性，其成本低、方便、便捷、效率高，适合于大型桥梁的监测应用。通过运用WSN技术最终实现桥梁的全天候监测及防撞管理。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型基于WSN的桥梁通航防撞及监测装置框架图；
[0013]图2为本实用新型基于WSN的桥梁通航防撞及监测红外测距防撞模块图；
[0014]图3为本实用新型基于WSN的桥梁通航防撞振动检测模块图；
[0015]图4为本实用新型基于WSN的桥梁通航防撞光照强度监控模块图；
[0016]图5为本实用新型基于WSN的带短信收发功能的网关模块图。
【具体实施方式】
[0017]一种基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置，由所述装置由红外测距防撞模块、光照强度监控模块、振动检测模块和带收发短信功能的网关模块组成，四种模块采用zigbee技术组成WSN网络，实现基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置。所述装置开启后，各模块进行初始化，红外测距防撞模块进行测距，在阈值范围之外进行报警；光照强度监控模块实时更新光照强度，在阈值范围之外启动照明灯模式；振动监测模块实时监测桥梁的振动强度；带收发短信功能的网关模块收集以上三个模块采集信息并通过短信发送至桥梁安全管理者。该装置实用性强，可针对桥梁通航照明监测及防止碰撞现象。
[0018]本实施例装置采用CC2530芯片作为无线传感器网络节点的处理器，采用STM32F103RCT6平台作为网关的核心处理器。网关主要由5V供电电源模块、CC2530核心处理器电路模块、STM32F103RCT6平台和S頂300模块等四部分组成。将从各个控制节点接收到的影响桥梁安全的信息通过串口形式从其CC2530核心处理器传输给STM32F103RCT6平台进行处理，处理后的数据通过串口发送给网关上的S頂300模块，SHOOO模块通过短信形式传送给其设定的手机终端。
[0019]图1为整个装置的框架。该装置有四个模块组成，分别是红外测距防撞模块、光照强度监控模块、振动检测模块和带收发短信功能的网关模块。红外测距模块、光照强度监控模块、振动检测模块分别采集底层数据信息，并将其传递到网关模块，带收发短信功能的网关模块收集以上三个模块采集信息并通过短信发送至桥梁安全管理者。
[0020]图2为红外测距模块，在阈值范围之内，船只可正常行驶；当船只行驶偏离航线时，即在阈值范围之外，报警器报警，并将报警信息上传至网关。
[0021]图3为振动检测模块，实现桥梁振动的保障，桥梁振动剧烈诸如发生桥梁坍塌以及地震时，报警器发出报警，并将报警信息上传至网关，避免事故加重及扩散。
[0022]图4为光照强度监控模块，在对影响桥梁因素光照强度的采集，同时连接照明灯实现数据信息的控制。白天或光照强度很强的情况下，照明灯不会工作；夜晚或阴天的情况下，启动照明灯达到节约能源的作用。
[0023]图5为基于WSN的桥梁通航防撞及监测装置的网关结构图；其结构图中包括5V供电电源模块、CC2530核心处理器电路模块、STM32F103RCT6平台和SHOOO模块等四个模块，CC2530核心处理器电路模块将信息采集后，及时地发送到S頂300模块。
[0024]基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置实施的具体步骤:1、桥梁通航监测及防撞装置中的光照强度模块、红外测距模块以及振动检测模块分别通过光照强度传感器，红外测距传感器以及振动传感器来采集相应的各影响因素的值；2、桥梁通航监测及防撞装置中运用报警电路以及照明灯电路实现对相关数据的控制及汇报，振动检测与红外测距在阈值范围之外进行报警，光照强度在阈值范围之外启动照明灯模式，通过报警电路和照明灯电路及时地提醒桥梁的管理者，同时达到了节约能源的作用。3、将各个传感器采集到的值汇集到网关节点，网关进行数据处理；网关节点将处理的数据通过网关内snooo模块发送给其设定的桥梁管理者；4、桥梁管理者收到采集信息，并给出相应的指示，最终实现远程控制。
[0025]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于以上实施例给出的结构形式及硬件型号，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置，由红外测距防撞模块、光照强度监控模块、振动检测模块和带收发短信功能的网关模块组成，其特征在于: 所述红外测距防撞模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、红外测距传感器以及报警电路组成，报警电路与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与红外测距传感器，并向它们供电，红外测距传感器、CC2530核心处理器的输入端及报警电路连接WSN底层节点板； 所述振动检测模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、振动检测传感器以及报警电路组成，报警电路与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与振动检测传感器，并向它们供电，振动检测传感器、CC2530核心处理器的输入端及报警电路连接WSN底层节点板； 所述光照强度监控模块由5V供电电源、WSN底层节点板、CC2530核心处理器、光照强度传感器以及照明灯组成，照明灯与5V供电电源分别连接CC2530核心处理器与光照强度传感器，并向它们供电，光照强度传感器、CC2530核心处理器的输入端及照明灯连接WSN底层节点板； 所述带有收发短信功能的网关模块由5V供电电源模块、CC2530核心处理器、SIM300模块、STM32F103RCT6平台组成，5V供电电源模块分别连接CC2530核心处理器、SIM300模块以及STM32F103RCT6平台，并向它们供电；CC2530核心处理器、SIM300模块分别连接STM32F103RCT6平台，带有收发短信功能的网关模块收集三个模块所采集的数据，并通过网关内部的snooo模块发射给设定的手机用户终端。
【专利摘要】一种基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置，所述装置由红外测距防撞模块、光照强度监控模块、振动检测模块和带收发短信功能的网关模块组成，四种模块采用zigbee技术组成WSN网络，实现基于WSN的桥梁通航监测及防撞装置。所述装置开启后，各模块进行初始化，红外测距防撞模块进行测距，在阈值范围之外进行报警；光照强度监控模块实时更新光照强度，在阈值范围之外启动照明灯模式；振动监测模块实时监测桥梁的振动强度；带收发短信功能的网关模块收集以上三个模块采集信息并通过短信发送至桥梁安全管理者。该装置实用性强，可针对桥梁通航照明监测及防止碰撞现象产生。
【IPC分类】G08G3/02
【公开号】CN204731997
【申请号】CN201520440868
【发明人】陈沈平, 李波, 黄德昌, 梁煜, 王重庆, 付建华, 赵偲迪, 刘飞明, 万刚远, 徐志成, 游敏
【申请人】华东交通大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月25日