基于GIS 的低功耗供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李 越，楊 虎，袁 衛(wèi)，王 峰

（渭南師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院，陜西渭南 714099）

水是人類生產(chǎn)生活中必不可少的物質(zhì)資源，近幾年來，隨著自來水管網(wǎng)鋪設(shè)覆蓋率的提升，管網(wǎng)發(fā)生的安全事故日漸增多，在供水管網(wǎng)的日常維護(hù)中，需要對故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位，倘若僅靠人工檢測會造成大量的人力物力資源消耗。為此，提出了基于GIS 的低功耗供水管網(wǎng)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對供水管網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)的高精度采集，極大地降低了供水管網(wǎng)日常維護(hù)難度和維護(hù)成本，提高了工作環(huán)境的安全等級，能有效保障工人的人身安全。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由PC 上位機(jī)、ThingJS 平臺以及無線通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成，其中ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備以MSP430F149 單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理芯片，外圍電路分別搭載了高精度傳感器（YF-S201 流量傳感器、流通式余氯傳感器、IIC 輸出壓力變送壓力傳感器、霍爾傳感器）、藍(lán)牙模塊和存儲芯片（AT24C02），以實(shí)現(xiàn)對供水管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的高精度采集與存儲。單片機(jī)負(fù)責(zé)處理傳感器檢測到的環(huán)境參數(shù)，ZigBee 網(wǎng)絡(luò)以多跳的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)通過串口與GPRS 模塊建立通信，最終通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至PC 上位機(jī)[1]。

使用CampusBuilder 軟件導(dǎo)出監(jiān)測區(qū)域的3D 模型數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳至ThingJS 在線開發(fā)平臺，平臺通過JavaScript 請求服務(wù)器建立WebSocket 連接，用于實(shí)時接收GPRS 回傳的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過3D 視圖將供水管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示在屏幕上[2-4]。系統(tǒng)的硬件搭建框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)硬件電路搭建框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 流量……

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