摘要：針對目前國內大壩狀況監測系統存在結構復雜、成本過高、難以長期監測等一系列問題，提出了一種基于ZigBee技術的大壩狀況監測系統接收終端。該終端基于ARM硬件平臺和嵌入式Linux軟件平臺，通過ZigBee無線方式接收各種參數，并對數據進行分析、存儲、查詢等操作。工作人員通過用戶界面可以直觀獲取當前大壩狀態參數信息，并通過對歷史數據的分析對比，得出大壩狀態參數的變化趨勢，從而滿足對大壩進行長期實時監測的要求。
關鍵詞：大壩監測；ZigBee；ARM；Linux

0 引言
我國領土廣闊，地質條件復雜，而且地震，火山等地殼活動分布普遍，導致近年來地質災害頻發，對災害地區的基礎設施造成了嚴重破壞，并對人民的生活生產帶來了安全隱患。大壩作為重要的基礎設施，投資巨大，使用期長，如果發生潰壩等事故會造成更大的災害，因此大壩的安全性是水電開發建設首要解決的問題，對大壩安全工作狀況的監測是一項長期而重要的工作。
由于技術水平的限制，長期以來，我國對大壩的安全監測主要以人工方法為主。這種方法不能及時掌握大壩的安全狀況，又需監測人員具有豐富的經驗，同時對人力、物力消耗過大，且誤差較大。現有的一些有線監測系統設備復雜，加之大壩周圍建設條件惡劣，經常難以有效布放。本文提出了一種基于ZigBee的大壩無線網絡監測系統接收終端，以ZigBee無線監測系統來代替人工監測和有線監測，提高了監測和評估的可靠性和實時性。采用ZigBee技術的大壩監測系統，可滿足對大壩安全狀況長期實時監測的要求。

1 ZigBee技術
ZigBee技術是一種新興的低耗電、低速率、低成本、結構簡單、可靠性高的無線通信技術，頻段為2．4 GHz、868 MHz(歐洲)及915 MHz(美國)，為免執照頻段，它使得在低電能和低吞吐量的應用環境中使用無線連接成為可能，便于移植在各種設備中，適合于電子自動控制監測等領域。Z-Stack是TI公司開發的符合ZigBee規范2006的ZigBee協議棧。Z-Stack支持多種開發平臺，包括CC2430 SoC(System-on-chip，片上系統)和CC2420+MSP430平臺。它具有以下特性：兼容ZigBee規范2006；支持多種平臺；簡單的應用開發環境；簡單的面向開發者的API；支持空中下載；具有無線節點定位能力等功能。Z-Stack采用模塊化設計方法，基于ZigBee規范中的協議棧架構進行設計。它將協議棧架構中不同的層以一單獨的模塊來實現，本層模塊向其上層模塊提供特定服務，模塊之間的通信通過接口來實現，此外，它還設計實現了其他管理和輔助模塊。通常每一個模塊包含的源文件的文件名以特定字符串開頭，通過文件名就可以很容易判斷該文件是屬于哪一個模塊并實現何種功能。部分模塊以庫的形式提供，只提供模塊的接口定義，無法查看具體的實現細節。對于用戶應用來說，這部分代碼不需要改變，只需要根據接口定義去了解該模塊提供什么樣的服務即可。這樣的封裝既防止了用戶對協議棧關鍵部分的誤改，也避免了用戶在開發過程中浪費大量時間去讀一些與應用實現無關的代碼，在一定程度上加速了應用程序的開發。

2 系統設計
大壩監測系統由前端采集終端、接收終端兩部分組成。每個前端采集模塊固定于大壩應力截面處，當監測人員靠近大壩開啟手持的接收終端后，采集終端ZigBee模塊被喚醒并與手持接收終端的ZigBee模塊建立連接，并將傳感器(包括壓阻式傳感器，垂線儀傳感器，靜力水準傳感器，差動電阻式傳感器等)采集到的數據發送給接收終端，接收終端將接收到的數據存儲并分析。系統框架如圖1所示。限于篇幅，本文著重論述接收終端部分。