电子技术
基于ZigBee+GPRS的智慧校园监测系统设计
田丰
（贵州商学院,贵州贵阳，550025 ）
基金项目：贵州商学院自然科学研究项目（2019YJZK01）；贵州省普通高等学校智能物联网工程研究中心（黔教合KY字［2016］016）。
摘要：针对目前高校规模越来越大以及校园安全隐患难以排查等问题，提出将Zigbee无线传感网络与GPRS长距离通信技术应用到校园监 测系统中。采用以CC2530为核心搭建Zigbee无线传感网络，采集校园火灾、照明能耗和校园人员出入信息，并通过GPRS传输至移动终端 和管理系统，实现对数据的存储、分析和显示，达到实时监测和正确决策的目标。
关键词：Zigbee; GPRS;智慧校园；实时监测
图1基于Zigbee+GPRS的智慧校园监测系统框架图随着我国经济的飞速发展和社会
的快速进步，我国的教育事业在近几
年也得到了快速发展。在中央提出“智
慧城市”、“节约型社会”的号召下，
建设“智慧校园”和“节约型校园”
的工作正式提上历史日程。近些年，
随着高等院校逐年扩招，学生数量和
教学楼的数量也越来越多，如何解决电能消耗、校园火灾监
控和人员出入校园的管理问题成为了智慧校园建设中的关
键一环［11o做好高校节能减排、校园火灾监控和平安校园的
工作对维护社会稳定具有重要作用。
1无线通信技术
物联网的无线通信技术很多，主要分为两类：一类是
Zigbee、WiFi、蓝牙等短距离通信技术；另一类是NB-IOT
和LORa等长距离无线通信技术。它们或基于传输速率、传 输距离和功耗的特殊要求，或着眼于功能的可扩展性，各有
千秋。在物联网的智能应用中，不仅需要组建短距离的无线
传感网，大多数时候还需要进行长距离的无线通信。下面就
电池寿命、传输距离、传输速率等角度对几种常见无线通信
技术进行横向和纵向对比，对比结果如表1所示。
从表1可以看出，Zigbee能够满足大面积的布网要求， 成本较低，适宜于智慧校园监测系统无线传感网的组建；
基于物联网技术的智能路灯系统设计
智能路灯系统是一种基于物联网技术的新型智能系统，通过智能化的硬件与软件设备相结合，可以实现对路灯的远程管理和自动控制，减少了人工管理成本，提高了路灯能源利用率和服务水平，为城市建设和居民生活带来了极大的便利。本文将对基于物联网技术的智能路灯系统的设计进行探讨。
一、智能路灯系统的基本构成
智能路灯系统主要由以下几个硬件与软件构成：
1.路灯控制器：路灯控制器是控制路灯供电的设备，同时具有无线通讯和数据处理等功能。
2.云平台：云平台是连接各个路灯控制器的中心，它可以管理路灯数据、分析统计路灯的使用情况以及做出优化调整。
3.传感器：传感器是安装在路灯上的探测设备，可以感知环境的光线、环境温度和行人车流等数据，从而自动调整光线强度和路灯运行参数。
4.应用软件：应用软件是用户与智能路灯系统进行交互的界面，它可以通过用户操作实现远程控制和数据查询等功能。
二、智能路灯系统的基本原理
智能路灯系统的基本原理是使用物联网技术，将各个路灯控制器、传感器和云平台连接起来，通过数据采集、处理和分析，实现自动控制和管理。具体而言，智能路灯系统可以分为以下几个步骤：
1.数据采集：路灯传感器采集周围环境的光强、温度和空气质量等数据，并将这些数据上传到云平台。 2.数据处理：云平台接收到路灯传感器上传的数据后，进行数据处理和统计分析，根据数据分析结果，自动或人工调整路灯的运行参数。
3.自动控制：根据数据分析结果，云平台会自动控制路灯的开关和光线强度，并将调整结果反馈给用户。
4.远程管理：用户可以通过应用软件，远程控制路灯，实现人工调整和数据查询等功能。
三、智能路灯系统的优点
智能路灯系统相比传统路灯系统具有以下几个优点：
1.节能环保：智能路灯系统可以根据环境变化自动调节控制路灯的光线强度和运行时间，节省路灯能源和成本，并减少能源消耗对环境的污染。
2.自动控制：智能路灯系统可以自动调整路灯运行参数，不需要人工干预，并且可以实时反馈路灯运行状态。
任务书
论文（设计）基本要求：
本论文针对当前路灯的状态与环境信息未能实时同步，导致路灯调光不及时、不智能和不准确，造成严重浪费电能问题，研究环境变化与道路照明关系，提出了智慧照明控制系统，该系统以路灯节点控制器、集中控制器硬件电路和后台管理系统为基础，智能调光算法为核心，通过两者的结合实现城市路灯在不同环境下智能、精准调光，并达到节约电能目的。以下为详细的论文结构。
第1章：主要分析智慧路灯系统研究的背景和意义，并阐述物联网核心组成、架构及主要应用。
第2章：主要讨论基于物联网的城市路灯智慧照明控制系统的需求分析及方案设计。
第3章: 主要介绍城市路灯智慧照明控制系统无线通信技术。
第4章：主要完成本系统节点控制器的硬件电路的设计与实现。
第5章：主要完成软件系统的设计。
第6章：智慧路灯系统各项功能测试。
最后，对论文的工作进行总结，并提出更高的期望。
学生应遵循的学术规范：
1.增强历史使命感，树立正确的世界观、人生观和价值观，做一个与时俱进的新时代大学生。
2.坚持诚实守信、严谨求学、诚实做人、尊重科学事实，坚守学术道德。
3.尊重他人的知识产权，遵守学术刊物引文规范，在学术论文中明确表明引用他人成果与观点等内容；不剽窃、抄袭、篡改、伪造、泄露他人学术观点等违反学术规范与学术道德的行为。
4.践行学术道德，养成良好的学习、生活习惯，努力奋斗，用实际行动形成学风严谨的学习氛围。
5.探究真理、追求卓越，在探索科学和追求真理的道路上，锐意创新，奋力拼搏，努力把握科技前沿，创造有利于国家发展和社会进步的真知灼见。
论文（设计）研究目标：
智慧灯杆采用模块化结构设计理念，可根据不同需求，配置不同功能模块，具有很好的推广性和应用价值。智能灯杆设计包括智慧照明、信息交互、一键报警等多种功能，另可根据实际需要增加物联网应用，不重复增加杆体，尽可能减少钢筋丛林的不良视觉。通过智慧路灯的建设，可为城市提供智慧照明、信息交互、一键报警等功能，不仅更好地为辖区内公众提供网络便利，同时也更好的为辖区公众提供及时有效的惠民信息，提高人们安全保障和便民服务。智慧灯杆建设可与城市规划和建设同步开展，有助于路灯外观和城市景观的和谐统一，打造符合地方文化特色和城市地域特征的城市景观，创造和谐、统一、美观的城市形象。
基于Ｚｉ ｇ Ｂ ｅｅ和Ｇ Ｐ ＲＳ无线传输的电
机网络温度监控系统设计
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＺｉｇＢｅｅ ａｎｄ ＧＰＲＳ
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｍｏｔｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ
引言
很多工矿企业用到多种大功率电
机，如抽风机、提升机、传输机等。
这些电机大多是长时间连续运行的， 而且现场坏境复杂，电机很有可能会
遇到过载、绝缘局部损坏等情况，如
果电机出现异常情况没有时发现而继
续运行，会直接引起电机温度变化， 时间过长就可能会造成电机及相关设
备损坏，产生重大经济损失和人员伤
亡。实时监测这些电机的温度可以间 接的监测电机的运行状态。本文提出
了一种采用数字传感器网络来监控
电机各点温度，通过ＺｉｇＢｅｅ网络与 ＧＰＲＳ网络对接将信息传输到监控中
心的智能温度监测系统，这套系统避
免了有线传输系统的线路铺设，而且 解决了ＺｉｇＢｅｅ技术智能进行短距离
传输的问题，使用ＧＰＲＳ技术实现远
程监控。
ＺｉｇＢｅｅ技术和ＧＰＲｓ
技术
ＺｉｇＢｅｅ技术具有低功耗和短距离
传输的特点。一台ＺｉｇＢｅｅ设备可连 接多达２５４台ＺｉｇＢｅｅ设备，这些设
备使用干电池供电，可以持续供电达
一年。ＺｉｇＢｅｅ技术的低数据速率和通 信范围小，适用于承载较小数据流量
Ｌ一一 … 。ｍ ●安徽理工大学电气与信息工程学院罗凉臣
传感器节点 路由器节点
图１电机温度监测系统的组成结构
的业务。根据网络中承担任务的不同，
网络设备可以分为网络协调器、网络 路由器和网络终端设备。ＺｉｇＢｅｅ网络
根据应用的需要可以组织成星形网络、
网状网络和簇状网络３种拓扑结构。 ＧＰＲＳ是在现有的ＧＳＭ网络基
础上发展起来的一种分组交换和传输
方式，在嵌入式系统中应用非常广泛。 它的基本功能是在移动终端与标准数
据通信网络的路由器之间传递分组数
