當下自動化生產以及無人值守的智能設備已經不再是技術壁壘，面對生活環(huán)境每況愈下，如何全面監(jiān)測和治理水質環(huán)境、空氣環(huán)境、地質環(huán)境的問題亟待完善，本文將以zigbee無線技術提供布線難、遠程監(jiān)控、自動監(jiān)測、數(shù)據定時上傳等相關解決方案。

　　水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)包括水量監(jiān)測和大壩安全監(jiān)測兩個部分。系統(tǒng)通過水位、攝像機、雨量、應力等傳感設備，采集水庫的信息。采集設備通過zigbee將采集信息傳送到zigbee網關，網關再將數(shù)據打包，通過GPRS/4G將信息傳送到服務器端，服務器進行數(shù)據的運算處理，實時監(jiān)測水庫的狀態(tài)。

　　水量監(jiān)測：水量監(jiān)測是通過水位計、雨量監(jiān)測計、工業(yè)攝像機進行信息采集。水位監(jiān)測計監(jiān)測水位深度，攝像機可以對水面情況進行拍照上傳，也可以進行視頻監(jiān)控，雨量監(jiān)測計監(jiān)測雨量。在暴雨頻繁的季節(jié)，對水位和雨量的監(jiān)測，以及攝像頭的輔助監(jiān)控，可以對水庫水位有一個可靠的評估。下圖是水量監(jiān)測系統(tǒng)圖。

　　大壩安全監(jiān)測：大壩是水庫安全的核心點，水庫的水災基本是由大壩的崩潰引起的。大壩在水流的沖擊侵蝕下，性能會受到影響。大壩的監(jiān)測項主要有變形、應力、溫度、滲流量、揚壓力和伸縮縫等，使用相關傳感器對大壩進行監(jiān)測，將數(shù)據通過zigbee上傳到zigbee網關，并轉發(fā)到服務器進行數(shù)據計算。系統(tǒng)圖片如下。

　　在水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，應用的通信技術主要是zigbee無線局域組網和GPRS/4G廣域通信。水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點數(shù)量多且分散，需要無線智能網絡的高效管理和電池供電，需要監(jiān)測節(jié)點的低功耗。Zigbee技術應用于監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)勢如下：

　　l網絡容量終端節(jié)點數(shù)達到65535個，可支持水庫安全監(jiān)測的眾多節(jié)點組網；

　　l終端節(jié)點功耗低至100nA，采用電池供電即可長時間工作，無需有線供電和頻繁維護；

　　l支持中繼功能，在監(jiān)測節(jié)點分布范圍很廣的情況下，可以采用無線中繼功能增加通信距離，減少網關的數(shù)量；

　　l支持多路遠程IO和遠程AD，自帶的MCU可二次開發(fā)，作為采集節(jié)點的控制器；

　　l網絡具備自調整、自修復特性，給數(shù)據傳輸網絡帶來可靠的保障。

　　ZLG致遠電子的zigbee模塊主要有兩大類，一類是純粹的串口轉zigbee模塊，在操作時只需1路串口即可對模塊進行操作，模塊內部已經集成透傳協(xié)議，用戶無需做任何協(xié)議開發(fā)，只需操作串口即可實現(xiàn)數(shù)據的無線收發(fā)。第二類是MCU+zigbee模塊的形式，由MCU（M0、M7、ARM9、A7）和zigbee模組組成，MCU上面有眾多資源，提供SDK包，支持二次開發(fā)。產品圖片如下所示。

　　水庫監(jiān)測系統(tǒng)通過zigbee轉GPRS/4G網關將數(shù)據上傳至服務器，致遠電子推出IoT-3968L作為局域網轉廣域網網關。IoT-3968L是一款供物聯(lián)網行業(yè)用戶進行二次開發(fā)的網關控制器。具有如下特點。

　　l采用ARM9內核，預裝Linux操作系統(tǒng)，支持二次開發(fā)，可在網關里面進行采集數(shù)據處理和協(xié)議開發(fā)；

　　l配備雙路以太網接口，支持10/100M自適應以太網和雙網口交換機功能。可以外接網絡攝像機和進行以太網通信；

　　l配備485和CAN接口，可外接雨量計等有線通信采集設備；

　　l配備兩路MiniPCIE接口，一路外接LoRa、ZigBee、WiFi等無線局域網模塊，另一路外接3G/4G/GPRS廣域網模塊，實現(xiàn)局域網和廣域網的互通，將數(shù)據上傳至中心服務器；

　　l配備USB、TF卡等存儲器接口，可進行數(shù)據的本地存儲；

　　l支持固件遠程升級，維護簡單。

　　圖片如下所示。

　　將zigbee技術和GPRS/4G技術結合起來用于水庫監(jiān)測系統(tǒng)已經是比較成熟的方案，在具體產品的選擇方面，可根據實際應用場景進行整體評估。