基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與傳輸系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，近幾年發(fā)生的水污染事件使人們對(duì)水環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越重視。水污染不僅影響了生態(tài)環(huán)境，也對(duì)人類(lèi)的健康有嚴(yán)重的影響。所以合理利用水資源和防止水環(huán)境的污染顯得格外重要，這也對(duì)我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法由于操作復(fù)雜度高、成本高、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)很難大范圍地普及，因此需要一種新的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)輔助傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)。
　　近年來(lái)隨著現(xiàn)代傳感

2、器技術(shù)的不斷發(fā)展，使得越來(lái)越多種類(lèi)的傳感器能用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，并且水質(zhì)參數(shù)信息的測(cè)量變得越來(lái)越簡(jiǎn)單。而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，使得實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能。ZigBee技術(shù)以其短距離、低功耗等特點(diǎn)使其能廣泛地應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中。
　　本文結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要以及ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的理論，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)終端節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊對(duì)水環(huán)境進(jìn)行

3、數(shù)據(jù)采集并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯集給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)3G-ZigBee網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳給3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而將數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理中心。本文介紹了整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案并對(duì)它的工作流程、常規(guī)水質(zhì)參數(shù)的測(cè)量原理以及軟硬件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。
　　硬件方面，本文選用TI公司的SOC解決方案的CC2530標(biāo)準(zhǔn)ZigBee芯片作為開(kāi)發(fā)的主芯片，水質(zhì)檢測(cè)模塊則是選用了相應(yīng)的傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)參數(shù)信息的采集，并對(duì)關(guān)鍵的硬件設(shè)計(jì)給出了相

4、應(yīng)的電路原理圖。軟件方面，本文著重對(duì)TI公司的Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行分析介紹，對(duì)該協(xié)議棧進(jìn)行了修改和移植，并給出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作流程圖以及部分源代碼，詳細(xì)介紹了ZigBee樹(shù)路由算法的原理并給出了一種改進(jìn)的樹(shù)路由算法方案。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)模塊和整體的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了ZigBee樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)間各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信以及對(duì)溫度、PH值、電導(dǎo)率等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的基本功能，滿(mǎn)足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。與傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法相比，本系統(tǒng)能