基于ZigBee与GPRS的厂房内险情报警系统的设计

摘要

近年来,随着互联网技术和计算机技术的不断发展以及各种工业设备的不断更新,在厂房内实现网络化、信息化已经成为厂房管理系统中不可缺少的一个重要环节。
　　 论文首先通过调查国内外厂房容易发生的险情,针对这些险情分析现有设施存在的缺陷,通过分析寻找一种设计方案,使险情在发生的第一时间得到控制。据调查以往的监控报警系统都存在传输距离短、效率低等问题。鉴于此,在以往监控报警系统的基础上,针对其缺陷,本文设计了基于ZigBee与GPRS模块的厂房内险情报警系统,该系统不仅弥补了以往的缺陷,而且通过测试符合原设计要求。
　　 然后论文对现有短距离无线通信、无线通信方式分别进行了比较,通过比较最后选择了ZigBee、GPRS作为论文的技术支持,并且阐述了两种技术的优势,为论文理论结构奠定了基础。
　　 接下来在有了方案与理论知识的基础上,设计了厂房内险情报警系统的硬件与软件部分。硬件部分主要包括监测点设计、协调中继器设计、GPRS模块设计。前者中又包括了检测电路设计(温度检测、可燃气体检测),监测点处的单片机设计(电源电路、复位电路、时钟电路),Xbee模块设计以及报警电路设计。通过监测点处安置的传感器检测厂房内现场的温度与可燃气体浓度,在传感器内部设置一定的阈值只要现场检测信号超过阈值就报警,监测点将信号传给协调器,再通过GPRS网络与PC相连,并且以短信的方式将信息发送给管理者,争取在第一时间内控制险情,将损失降到最低。在此处在每个房间都有一个开关,工作人员可以在赶到现场后将报警电路断开,以免造成现场混乱。软件部分引入了模块化编程思想,从而提高了软件自身的可读性。在软件的编写过程中,使用接口函数对具体的硬件操作封装,从而使模块与模块之间、模块与系统之间的关系更加清晰、明了、易于理解,而且在给程序编写带来方便的同时也提高了程序的可移植性。
　　 最后从ZigBee与GPRS模块两个方面进行了系统测试,利用串口调试小助手可以清晰的看到ZigBee建网、节点加入以及ZigBee、GPRS模块之间的通信过程。并且选定了一个旧厂房最为检测地点,将监测点电路、GPRS电路与PC进行联机,进行了联合调试。通过几次试验,测试结果表明各个模块间的通信数据基本正确,能够正常报警,系统整体上满足所设计的要求,达到了预期的目标。