基于WSN和GSM的城市垃圾智能監測系統設計

　　系統軟件設計

　　節點軟件設計

　　節點軟件設計包括傳感器節點和匯聚節點。傳感器節點主要完成對垃圾箱狀態信息采集處理，并通過射頻通信模塊將處理后的數據傳輸給匯聚節點。為了降低系統功耗，節點采取“發送-休眠-發送”工作方式，節點以一定的周期采集現場狀態信息，并將采集的數據進行處理，提取監測對象狀態的特征信息，判斷是否發生異常，傳感器節點工作流程如圖5所示。匯聚節點主要負責整個無線傳感器網絡的建立、維護以及所有傳感器節點數據匯集處理，并將數據通過GSM以短信方式發送至管理人員手機。

　　GSM短信息發送設計

　　控制器S3C2410利用AT指令控制GSM模塊通過短信息與終端設備通信，選擇Siemens公司推出TC35i^[7]作為無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠的實現數、語音傳輸、短消息服務(SMS)和傳真。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU(協議數據單元)模式的短消息。短信息發送流程如圖6所示。設計采用PDU模式收發短信，不僅支持中文短信息，也能發送英文短信息，漢字采用十六進制Unicode編碼字符。TC35i常用AT命令如下：

　　(1)AT+CMGF=0，0代表PDU模式，是回車符
　　(2)AT+CSCA=“Telephone”，用于設置短信息中心號碼
　　(3)AT+CMGS=“Data length”，設置發送數據長度
　　(4)AT+CMGS=“18328506724”>content ^z，用于向目的地址發送消息content

　　實驗結果

　　選擇成都理工大學校園內的10個垃圾箱作為測試對象，在每個垃圾箱上安裝傳感器檢測裝置，把手機作為接收終端設備。當垃圾箱裝滿時，隔一段時間后，手機能夠接收到異常短信。利用人工生煙的方法，對垃圾箱狀態進行改變，采用煙霧傳感器檢測煙霧濃度。設定煙霧濃度閾值為900ppm，選擇測試時間為08:00-08:14，煙霧測試結果如表1所示。結果表明，當煙霧濃度超過設定值時，匯聚節點通過GSM模塊發送異常短信，手機可以正常接收。

　　結論

　　本文著重對一些重要電路和關鍵技術進行分析和設計，并通過現場測試證明了系統運行良好，盡管WSN有很多優點，但是在信號抗干擾、數據傳輸等方面仍然存在一些不足。通過對硬件設備采取接地、濾波等處理，降低外界信號干擾。同時增加采集數據的頻率以及采取濾掉最大值和最小值求平均值等方法，確保數據傳輸的正確性，降低誤碼率的發生。設計結構簡單、組網容易，通過GSM網絡傳輸信息，實現遠程監控和管理，可廣泛應用于街道、社區以及景區等地方。

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