基于Arduino的远程河边安全管理系统.doc

基于Arduino的远程河边安全管理系统.doc基于 Arduino 的远程河边安全管理系统【摘要】针对当前国内河边安全管理的现状,研发了一种基于 Arduino 和 ZigBee 的远程河边安全管理系统。该系统不仅通过 ZigBee 无线网络采集传感器信号和控制执行器,还可以通过 GSM 网络远程控制。【关键词】河边安全 Arduino ZigBee GSM 近年来,随着经济的飞速增长,政府加大了对城市河流的绿化改造, 人们也更喜欢去河边游玩、散步, 据不完全统计, 中小学生, 全国每年约有4 万人死于溺水,究其原因,多数是由管理不到位、抢救不及时所致, 河边安全问题不容忽视。针对这一问题, 设计了一种远程河边安全管理系统。运用此系统, 可以在投入较少的人力情况下, 提高管理的效率, 极大的减少溺水伤亡人数。并且, 此产品方便组网工作, 实现对全河岸的全覆盖监控。一、远程河边安全管理系统总体方案设计该系统要实现河边两级安全管理:(1 )当有人接近河边时, LED 显示屏显示“河水较深”并伴随语音广播提醒。同时, 管理员也会收到有人闯入的短信, 这时管理员可以通过摄像头监控现场状况, 管理员应该通过广播警告;(2) 当有人进入河水时, LED 显示屏显示“水深危险”并伴随语音广播提醒。同时, 管理员也会收到有人有危险的短信, 管理员应该立即前往现场制止游客的危险行为,防患于未然。系统主要包括 Arduino 控制模块、显示模块、 GSM 模块、传感器模块、报警器模块、语音模块、视频监控模块共七大部分。系统的总体框架图如图1 所示。其中, Arduino 控制模块作为 ZigBee 网络的协调器, 传感器模块、报警器模块、显示模块和语音模块是分散在河边的 ZigBee 节点。二、系统硬件设计 Arduino 控制器 Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的 Arduino 板)和软件( Arduino IDE ) [1] 。本设计选用的核心控制器是 Arduino Mega2560 。 GSM 模块本设计选用的的 GSM 控制模块是 SIM 900A , SIM 900A 是由 公司推出的一款新型 GSM/GPRS 通讯模块, 主要功能有语言通话、短信收发、 GPRS 网络数据收发以及彩信收发和基站定位功能。 GSM 是具有电话报警功能的监控系统, 系统利用 GSM 网络对河边进行远程控制, 当系统检测的河边内有危害情况时, 通过 GSM 模块给用户发送短信告知用户, 同时可以利用 GSM 模块对河边执行器进行控制[2] 。 无线模块目前的无线技术主要有红外通讯技术、蓝牙技术、 WLAN 无线技术、 ZigBee 技术等, 采用哪种无线技术, 要根据它们各自优缺点再结合产品市场等所要实现的目的来决定的[3] 。本设计选用的是 ZigBee 无线技术。 视频监控模块本设计选用的视频监控模块是基于 Wifi 的摄像头。通过手机或电脑随时随地实时监控;通过手机可与设备进行双向语音;可上下左右转动, 适用于夜间环境。 1、可 355 度左右旋转, 120 度上下转动, 达到全视角观看, 监控画面无死角产品的主要功能如下:1, 双向语音可外接音频设备, 通过手机及可与设备双向语音, 进行实时通话。2、 WIFI 内置 WIFI 模块, 灵