面向水环境监测的无线传感器网络监测节点设计

更新时间：2020-03-21 00:09:28 大小：5M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：无线传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

水环境由地表水环境与地下水环境组成，包括河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川、泉水、浅层和深层地下水等。随着我国经济的高速发展，水环境污染和破坏日益严重，水环境监测作为水资源管理和水环境污染控制的主要手段之一，正在发挥不可替代的作用。现有的水环境监测手段主要有四种：1)人工采样，实验室分析，2)监控中心和多个监测子站组成的分布式水环境自动监测系统3)遥感监测4)水生物监测。但是，由于我国幅员辽阔，水环境监测网点分散，仅依靠现有的监测站和监测技术不能满足连续、动态、宏观、快速监测水环境的要求，也满足不了及时、准确地做出水环境质量预报的要求。因此，需要研究和开发实时、快速、宏观、准确的水环境动态监测技术，更加全面准确地反映水环境的变化情况，减少水质污染。

针对现有水环境监测手段的不足之处，本文把无线传感器网络技术应用到水环境监测中，设计并制作了面向水环境监测的无线传感器网络监测节点。该监测节点可以应用于各种不同的复杂水域监测中，可广泛分布于待测水域中，对水环境的PH，DO和温度等数据进行长期实时在线监测。节点之间通过ZigBee无线通信协议进行数据传输，并最终通过ZigBee无线通信技术把水环境监测数据汇集到基站上，再由基站通过GPRS无线通信技术传输到远端数据中心。由该监测节点组成的水环境监测系统具有成本低，功耗小，对水环境影响小，部署便捷，灵活适应各种水域的特点。由于使用了ZigBee无线通信技术，使得监测网络具有智能化、低功耗、短延时、大容量、高可靠性和自组网的特点。能够适应各种水域的复杂水质情况的监测。

本文研究了IEEE802.15.4标准和ZigBee协议，分析其组成结构，掌握其原理并应用在监测节点开发中，设计和制作面向水环境监测的无线传感器网络监测节点。该监测节点使用TI公司的16位低功耗单片机MSP430F1611作为核心处理器，配合可扩展的多路输入水质参数变送器，以及基于CC2430的ZigBee无线通信模块，可在线监测水体的PH、DO和温度参数。监测节点的软硬件设计完成后，分别对监测节点的无线通信能力、数据采集处理能力和命令组管理功能进行了测试，并顺利完成系统联调。通过对测试结果的分析，指出监测系统能够顺利完成水质参数的采集、处理和传...