農(nóng)村飲用水安全監(jiān)測的WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計及其組網(wǎng)研究.pdf

1、水是生命之源，直接關(guān)乎人類的身心健康，農(nóng)村飲用水水體的濁度、鹽度、溶解氧濃度、酸堿度(pH值)、氨氮含量、電導(dǎo)率等水質(zhì)指標(biāo)都在不同程度上影響人民的身心健康。農(nóng)村飲用水水質(zhì)的超標(biāo)問題更是直接威脅著我國農(nóng)村飲水安全，為保障農(nóng)村飲水安全，提高生活質(zhì)量，必須對農(nóng)村飲用水水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor networks，WSN）的興起，將邏輯上的信息世界和真實(shí)的物理世界緊密地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)

2、測和控制，已得到廣泛的應(yīng)用。本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測為研究背景，分析了國內(nèi)外飲用水安全監(jiān)測情況和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)存在污染報警滯后、數(shù)據(jù)傳輸障礙和成本高等問題，設(shè)計了一種適用于農(nóng)村飲用水安全監(jiān)測的WSN節(jié)點(diǎn)并對其進(jìn)行組網(wǎng)研究。節(jié)點(diǎn)以STM32F103ZET6處理器為核心，WLK01L39無線通信芯片及其外圍電路作為無線通信模塊，傳感器模塊由美國ASI公司的FiveProbeSensor傳感器及其外

3、圍電路組成，還包括供電模塊、串口模塊、GPS模塊及能源管理模塊的設(shè)計。在軟件設(shè)計上，節(jié)點(diǎn)采用休眠喚醒工作機(jī)制來降低功耗。為節(jié)點(diǎn)編寫了驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序，其中包括系統(tǒng)初始化、傳感器數(shù)據(jù)采集與處理、路由協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸方式、休眠喚醒機(jī)制、時間同步算法和組網(wǎng)入網(wǎng)協(xié)議等程序。對節(jié)點(diǎn)的主要性能，包括節(jié)點(diǎn)功耗、通信距離、電池放電特性、生命周期、性能比較和功能拓展等進(jìn)行了分析和測試。組網(wǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明：節(jié)點(diǎn)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，組網(wǎng)系統(tǒng)有效