線媛媛 葛夢雪 張亞娟 佀慶民

（鄭州航空工業(yè)管理學院民航學院，河南 鄭州450046）

隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術的不斷發(fā)展，城市管理朝著精細化、智能化的方向不斷邁進。生活中戶外廣告牌隨處可見，但由于制作工藝不規(guī)范、相關法律法規(guī)不完善、監(jiān)管人員執(zhí)法不嚴、風雨雪惡劣天氣等一系列原因，往往存在著重大的安全隱患。利用物聯(lián)網(wǎng)技術對戶外廣告牌進行智能化的遠程監(jiān)控，不僅有效地對潛在的危險因素進行識別，同時也為監(jiān)管人員提供了行之有效的監(jiān)測手段，達到了預防事故發(fā)生的目的。本文依托物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感技術了一種基于樹莓派的戶外廣告牌防傾倒系統(tǒng)，采用Soocket 技術實現(xiàn)物與人的信息傳遞，實現(xiàn)了對戶外廣告牌狀態(tài)的實時動態(tài)遠程監(jiān)控和智能狀態(tài)預警。

1 系統(tǒng)的整體構架

以樹莓派為控制核心，主要采用MPU6050 陀螺儀傳感器、霍爾開關傳感器、BY8001 語音模塊、攝像頭等硬件設施構成了數(shù)據(jù)采集層、智能報警層、信息傳輸層三層構架。系統(tǒng)總體結構如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

2 數(shù)據(jù)采集層的實現(xiàn)

將外部設備按照管腳圖配置好后，開啟樹莓派。在聯(lián)網(wǎng)情況下打開命令行界面進行配置。樹莓派環(huán)境操作系統(tǒng)自帶了編程環(huán)境，運行相關語句獲得系統(tǒng)最新更新[1]。將樹莓派按照指定程序運行，使用傳感器進行數(shù)據(jù)采集。MPU6050 陀螺儀傳感器和霍爾開關傳感器分別監(jiān)測牌體的傾斜情況和派與墻之間的相對位置關系，并實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集。霍爾開關傳感器主要通過被檢測牌體與墻體（或其他參照物）的相對位移關系達到自檢的目的，同時也可以作為危險程度的一個疊加，提升預警級別。將廣告牌建立仿真模型測得傾斜度與危險度之間的關系后，采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后設置MPU6050 陀螺儀傳感器界定值，部分代碼如下：

3 智能報警層的實現(xiàn)

現(xiàn)場警報主要采用調(diào)節(jié)BY8001 語音模塊和三盞RGB 信號燈進行聲光提示。語音模塊采用BY8001-SS0P24 MP3 主控芯片，支持MP3、WAV 雙解碼。將三、二、一級智能預警對應相應的提示語應語音，即“廣告牌危險，請注意安全”、“廣告牌危險，請遠離”、“廣告牌十分危險，請立即遠離繞行”錄制保存在模塊中，判斷相應的報警等級后，播放相應音頻。定義一、二、三級預警管腳如下：

若啟動三級預警，低電平觸發(fā)引腳播放語音“廣告牌危險，請注意安全”。三盞RGB 燈紅、綠、藍的不同組合方式對應了廣告牌不同的故障模式，對于協(xié)助維修人員檢查維修有很強的協(xié)助作用。燈一、燈二對應廣告牌傾斜程度，燈四反應裝置自檢狀態(tài)。燈四異常對整體危險程度進一步加強。預警等級具體組合方案如表1 所示。

表1 智能預警分級提示組合

現(xiàn)場出現(xiàn)危險狀況啟動預警的同時，可以通過啟動攝像頭捕捉現(xiàn)場圖片進行確認，盡量減少對人力和物力的消耗。配置好樹莓派攝像頭后，通過命令來進行系統(tǒng)更新，后通過使能攝像頭命令 sudo raspi - config 使能pi 攝像頭，選擇Enable Camera 回車即可。攝像頭使能后，可通過raspistill - v - o test. jpg 測試，進行圖片拍攝[2]。

4 信息傳輸層的實現(xiàn)

圖2 客戶端接收測試

應用程序通常通過socket 向網(wǎng)絡發(fā)出請求或者應答網(wǎng)絡請求[3]。樹莓派識別到危險狀態(tài)并進行判斷后，在啟動現(xiàn)場聲光智能預警的同時，還對將信息通過采用socket 技術實現(xiàn)通訊[4]。將樹莓派與客戶端連接好后，首先進行通訊測試?？蛻舳耸盏絹碜詷漭傻臏y試信息后正式向客戶端發(fā)送狀態(tài)預警信息?？蛻舳私邮盏綐漭砂l(fā)送的測試信息，測試完成后，開始進行通訊。客戶端接收測試信息信息及三級預警提示信息如圖2、圖3 所示。

5 結論

該系統(tǒng)采用了樹莓派、MPU6050 陀螺儀傳感器、霍爾開關傳感器、BY8001 語音模塊、攝像頭等實現(xiàn)了對戶外廣告牌的實施遠程狀態(tài)預警。針對戶外廣告牌難監(jiān)測難管理的問題，依靠物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感技術、Soocket 通訊技術有效地降低了監(jiān)管排查的難度并取得了預期效果，但該系統(tǒng)還需完善，下一步仍需要優(yōu)化系統(tǒng)的準確度和智能化水平，如提高采集數(shù)據(jù)的精度、增加系統(tǒng)自動識別現(xiàn)場火焰的功能等，降低人在整個系統(tǒng)決策過程中的參與度。

圖3 客戶端接收三級預警提示信息