章魁 安新艳

【摘要】 针对当前国内河边安全管理的现状，研发了一种基于Arduino和ZigBee的远程河边安全管理系统。该系统不仅通过ZigBee无线网络采集传感器信号和控制执行器，还可以通过GSM网络远程控制。

【关键词】 河边安全 Arduino ZigBee GSM

近年来，随着经济的飞速增长，政府加大了对城市河流的绿化改造，人们也更喜欢去河边游玩、散步，据不完全统计，中小学生，全国每年约有4万人死于溺水，究其原因，多数是由管理不到位、抢救不及时所致，河边安全问题不容忽视。针对这一问题，设计了一种远程河边安全管理系统。运用此系统，可以在投入较少的人力情况下，提高管理的效率，极大的减少溺水伤亡人数。并且，此产品方便组网工作，实现对全河岸的全覆盖监控。

一、远程河边安全管理系统总体方案设计

该系统要实现河边两级安全管理：（1）当有人接近河边时，LED显示屏显示“河水较深”并伴随语音广播提醒。同时，管理员也会收到有人闯入的短信，这时管理员可以通过摄像头监控现场状况，管理员应该通过广播警告；（2）当有人进入河水时， LED显示屏显示“水深危险”并伴随语音广播提醒。同时，管理员也会收到有人有危险的短信，管理员应该立即前往现场制止游客的危险行为，防患于未然。

系统主要包括Arduino控制模块、显示模块、GSM模块、传感器模块、报警器模块、语音模块、视频监控模块共七大部分。系统的总体框架图如图1所示。其中，Arduino控制模块作为ZigBee网络的协调器，传感器模块、报警器模块、显示模块和语音模块是分散在河边的ZigBee节点。

二、系统硬件设计

2.1 Arduino控制器

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）[1]。本设计选用的核心控制器是Arduino Mega2560。

2.2 GSM模块

本设计选用的的GSM 控制模块是SIM 900A，SIM 900A是由SIMCOM公司推出的一款新型GSM/GPRS 通讯模块，主要功能有语言通话、短信收发、GPRS 网络数据收发以及彩信收发和基站定位功能。GSM 是具有电话报警功能的监控系统，系统利用GSM 网络对河边进行远程控制，当系统检测的河边内有危害情况时，通过GSM 模块给用户发送短信告知用户，同时可以利用GSM 模块对河边执行器进行控制[2]。

2.3无线模块

目前的无线技术主要有红外通讯技术、蓝牙技术、WLAN 无线技术、ZigBee技术等，采用哪种无线技术，要根据它们各自优缺点再结合产品市场等所要实现的目的来决定的[3]。本设计选用的是ZigBee无线技术。

2.4视频监控模块

本设计选用的视频监控模块是基于Wifi的摄像头。通过手机或电脑随时随地实时监控；通过手机可与设备进行双向语音；可上下左右转动，适用于夜间环境。

1、可355度左右旋转，120度上下转动，达到全视角观看，监控画面无死角产品的主要功能如下：1，双向语音 可外接音频设备，通过手机及可与设备双向语音，进行实时通话。2、WIFI 内置WIFI模块，灵活方便，组建无线环境。3、通过手机或电脑随时随地实时观看，监控现场画面。4、摇头功能 可355度左右旋转，120度上下转动，达到全视角观看，监控画面无死角。5、红外功能 应用于夜间环境，使弱光环境下画面依旧清晰。6、移动侦测 监控范围内有物体移动就好自动录像报警，通过TF卡录像，邮件推送现场图片，报警器警报等。

1、双向语音 可外接音频设备，通过手机及可与设备双向语音，进行实时通话。2、WIFI 内置WIFI模块，灵活方便，组建无线环境。3、通过手机或电脑随时随地实时观看，监控现场画面。4、摇头功能 可355度左右旋转，120度上下转动，达到全视角观看，监控画面无死角。5、红外功能 应用于夜间环境，使弱光环境下画面依旧清晰。6、移动侦测 监控范围内有物体移动就好自动录像报警，通过TF卡录像，邮件推送现场图片，报警器警报等。

三、结束语

本文针对河边安全管理系统的信息采集、传输和远程控制开展研究。目前实现了基于GSM网络的远程控制功能，实际应用还可以增强用户的可操作性，设计基于WAP的远程控制系统。

参 考 文 献

[1]李德骏，马孝辉.基于Arduino 平台的家用安防监控系统设计[J].科技与生活，2011（1）：114.

[2]卢军，赵慧涛，钟华.基于GSM 的电机智能监测系统的研究与实现[J].微计算机信息，2009（19）：85-87.

[3] 莫满春. 射频路由算法的研究及智能家居无线控制系统的实现[D].广州：中山大学，2008.