基于ZigBee技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，生產(chǎn)和生活排出的大量污水含有諸多有害因素，嚴(yán)重地危害人類的健康。因此，對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)和控制顯得極其重要。但是傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法已經(jīng)不能滿足需要，有時(shí)甚至?xí)?lái)巨大損失；化學(xué)檢測(cè)法過(guò)程復(fù)雜、不具有實(shí)時(shí)性，還會(huì)帶來(lái)二次污染；現(xiàn)代儀器檢測(cè)法是水質(zhì)檢測(cè)的最新方法，它通過(guò)相關(guān)傳感器，將被測(cè)對(duì)象的化學(xué)量或物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)高增益放大器放大、數(shù)字化處理后，輸入到MCU后準(zhǔn)確得到測(cè)量參數(shù)。
　　 對(duì)于湖泊和河流水質(zhì)的

2、測(cè)量，由于浮標(biāo)常年位于水中，為它架設(shè)專門(mén)的通信線路顯得不合適；另外由于測(cè)試點(diǎn)多而雜使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的線路非常復(fù)雜，因此本文根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論和水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需求，提出了基于ZigBee技術(shù)的在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量多種水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)此系統(tǒng)可以方便直觀地得到被測(cè)水樣的水溫、PH、電導(dǎo)率等參數(shù)。
　　 本文提出了水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面

3、，本文采用模塊化設(shè)計(jì)，即無(wú)線傳輸模塊和水質(zhì)檢測(cè)模塊分開(kāi)設(shè)計(jì)，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和擴(kuò)展。無(wú)線傳輸模塊采用了TI公司的單芯片CC2430+低功耗功放CC2591解決方案。水質(zhì)檢測(cè)模塊主要是通過(guò)各種水質(zhì)傳感器對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行采樣，然后經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路是對(duì)采集到的電壓信號(hào)或者電流信號(hào)進(jìn)行放大處理。在軟件設(shè)計(jì)方面，本文根據(jù)ZigBee聯(lián)盟所定義的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)ZigBee協(xié)議進(jìn)行研究，然后移植和修改協(xié)議棧代碼，再編寫(xiě)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用程序和相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序，給

4、出了關(guān)鍵程序流程圖和部分源代碼。
　　 經(jīng)測(cè)試，本文的ZigBee無(wú)線模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接通信在可視距離為300m以內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，通訊距離能滿足大部分水質(zhì)監(jiān)測(cè)的需求。本系統(tǒng)將各個(gè)水質(zhì)檢測(cè)終端組成測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)路由的ZigBee樹(shù)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心的PC機(jī)通信，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的無(wú)線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)方法不僅可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高檢測(cè)精度，而且具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的連續(xù)性。本文對(duì)