摘要：针对目前国内大坝状况监测系统存在结构复杂、成本过高、难以长期监测等一系列问题，提出了一种基于ZigBee技术的大坝状况监测系统接收终端。该终端基于ARM硬件平台和嵌入式Linux软件平台，通过ZigBee无线方式接收各种参数，并对数据进行分析、存储、查询等操作。工作人员通过用户界面可以直观获取当前大坝状态参数信息，并通过对历史数据的分析对比，得出大坝状态参数的变化趋势，从而满足对大坝进行长期实时监测的要求。
关键词：大坝监测；ZigBee；ARM；Linux

0 引言
我国领土广阔，地质条件复杂，而且地震，火山等地壳活动分布普遍，导致近年来地质灾害频发，对灾害地区的基础设施造成了严重破坏，并对人民的生活生产带来了安全隐患。大坝作为重要的基础设施，投资巨大，使用期长，如果发生溃坝等事故会造成更大的灾害，因此大坝的安全性是水电开发建设首要解决的问题，对大坝安全工作状况的监测是一项长期而重要的工作。
由于技术水平的限制，长期以来，我国对大坝的安全监测主要以人工方法为主。这种方法不能及时掌握大坝的安全状况，又需监测人员具有丰富的经验，同时对人力、物力消耗过大，且误差较大。现有的一些有线监测系统设备复杂，加之大坝周围建设条件恶劣，经常难以有效布放。本文提出了一种基于ZigBee的大坝无线网络监测系统接收终端，以ZigBee无线监测系统来代替人工监测和有线监测，提高了监测和评估的可靠性和实时性。采用ZigBee技术的大坝监测系统，可满足对大坝安全状况长期实时监测的要求。

1 ZigBee技术
ZigBee技术是一种新兴的低耗电、低速率、低成本、结构简单、可靠性高的无线通信技术，频段为2．4 GHz、868 MHz(欧洲)及915 MHz(美国)，为免执照频段，它使得在低电能和低吞吐量的应用环境中使用无线连接成为可能，便于移植在各种设备中，适合于电子自动控制监测等领域。Z-Stack是TI公司开发的符合ZigBee规范2006的ZigBee协议栈。Z-Stack支持多种开发平台，包括CC2430 SoC(System-on-chip，片上系统)和CC2420+MSP430平台。它具有以下特性：兼容ZigBee规范2006；支持多种平台；简单的应用开发环境；简单的面向开发者的API；支持空中下载；具有无线节点定位能力等功能。Z-Stack采用模块化设计方法，基于ZigBee规范中的协议栈架构进行设计。它将协议栈架构中不同的层以一单独的模块来实现，本层模块向其上层模块提供特定服务，模块之间的通信通过接口来实现，此外，它还设计实现了其他管理和辅助模块。通常每一个模块包含的源文件的文件名以特定字符串开头，通过文件名就可以很容易判断该文件是属于哪一个模块并实现何种功能。部分模块以库的形式提供，只提供模块的接口定义，无法查看具体的实现细节。对于用户应用来说，这部分代码不需要改变，只需要根据接口定义去了解该模块提供什么样的服务即可。这样的封装既防止了用户对协议栈关键部分的误改，也避免了用户在开发过程中浪费大量时间去读一些与应用实现无关的代码，在一定程度上加速了应用程序的开发。

2 系统设计
大坝监测系统由前端采集终端、接收终端两部分组成。每个前端采集模块固定于大坝应力截面处，当监测人员靠近大坝开启手持的接收终端后，采集终端ZigBee模块被唤醒并与手持接收终端的ZigBee模块建立连接，并将传感器(包括压阻式传感器，垂线仪传感器，静力水准传感器，差动电阻式传感器等)采集到的数据发送给接收终端，接收终端将接收到的数据存储并分析。系统框架如图1所示。限于篇幅，本文着重论述接收终端部分。