基于WSN和GSM的城市垃圾智能监测系统设计

　　系统软件设计

　　节点软件设计

　　节点软件设计包括传感器节点和汇聚节点。传感器节点主要完成对垃圾箱状态信息采集处理，并通过射频通信模块将处理后的数据传输给汇聚节点。为了降低系统功耗，节点采取“发送-休眠-发送”工作方式，节点以一定的周期采集现场状态信息，并将采集的数据进行处理，提取监测对象状态的特征信息，判断是否发生异常，传感器节点工作流程如图5所示。汇聚节点主要负责整个无线传感器网络的建立、维护以及所有传感器节点数据汇集处理，并将数据通过GSM以短信方式发送至管理人员手机。

　　GSM短信息发送设计

　　控制器S3C2410利用AT指令控制GSM模块通过短信息与终端设备通信，选择Siemens公司推出TC35i^[7]作为无线通信GSM模块，可以快速安全可靠的实现数、语音传输、短消息服务(SMS)和传真。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU(协议数据单元)模式的短消息。短信息发送流程如图6所示。设计采用PDU模式收发短信，不仅支持中文短信息，也能发送英文短信息，汉字采用十六进制Unicode编码字符。TC35i常用AT命令如下：

　　(1)AT+CMGF=0，0代表PDU模式，是回车符
　　(2)AT+CSCA=“Telephone”，用于设置短信息中心号码
　　(3)AT+CMGS=“Data length”，设置发送数据长度
　　(4)AT+CMGS=“18328506724”>content ^z，用于向目的地址发送消息content

　　实验结果

　　选择成都理工大学校园内的10个垃圾箱作为测试对象，在每个垃圾箱上安装传感器检测装置，把手机作为接收终端设备。当垃圾箱装满时，隔一段时间后，手机能够接收到异常短信。利用人工生烟的方法，对垃圾箱状态进行改变，采用烟雾传感器检测烟雾浓度。设定烟雾浓度阈值为900ppm，选择测试时间为08:00-08:14，烟雾测试结果如表1所示。结果表明，当烟雾浓度超过设定值时，汇聚节点通过GSM模块发送异常短信，手机可以正常接收。

　　结论

　　本文着重对一些重要电路和关键技术进行分析和设计，并通过现场测试证明了系统运行良好，尽管WSN有很多优点，但是在信号抗干扰、数据传输等方面仍然存在一些不足。通过对硬件设备采取接地、滤波等处理，降低外界信号干扰。同时增加采集数据的频率以及采取滤掉最大值和最小值求平均值等方法，确保数据传输的正确性，降低误码率的发生。设计结构简单、组网容易，通过GSM网络传输信息，实现远程监控和管理，可广泛应用于街道、社区以及景区等地方。

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