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（1.安阳师范学院 物理与电气工程学院，河南 安阳 455002；2.天津科技大学 电子信息与自动化学院，天津 300222）

1 引言

城市管网是一个城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。然而它所具有的隐蔽性、复杂性以及分布的广泛性等特点导致了管网的实时运行工况难以测量和集中监控。因而一旦事故发生，调度人员无法及时制定合理有效的抢修方案。目前我国许多城市对管网系统运行参数的采集仍采用专人定期定点巡检和抄录，定期向其所属的调度中心报告运行数据的方法。这种方法收集的信息数据量少、速度缓慢，调度部门无法实时获取管网动态运行参数，也不能及时发现管网运行中出现的故障，影响了管网系统的安全可靠运行。

针对上述问题，本文提出了一种基于ZigBee技术和无线传感器网络的城市管网监测系统，通过将ZigBee协调器节点与GPRS模块节点绑定，增大传感器节点的布置密度，从而提高管网监测的实时性、全面性和精确性。

2 系统总体设计

2.1 系统总体结构

城市管网监测系统主要由3部分构成：上位机监控中心、GPRS无线通信网络和现场无线传感器网络。系统总体结构图如图1所示。

图1 系统总体结构图Fig.1 Overall system structure

2.2 系统总体设计方案

由于城市管网分布范围广，空间跨度大，为了能够系统而全面地监测整个管网内介质的压力和流量参数，我们将整个城市的管网系统划分为多个区域，在每个区域内构建一个独立的ZigBee无线传感器网络。……