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

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水污染問題也越來越嚴(yán)重，近幾年發(fā)生的水污染事件使人們對水環(huán)境的保護(hù)問題越來越重視。水污染不僅影響了生態(tài)環(huán)境，也對人類的健康有嚴(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，這也對我國水質(zhì)監(jiān)測工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法由于操作復(fù)雜度高、成本高、實時性差等缺點很難大范圍地普及，因此需要一種新的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來輔助傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法來更好地實現(xiàn)對水環(huán)境的監(jiān)測。
　　近年來隨著現(xiàn)代傳感

2、器技術(shù)的不斷發(fā)展，使得越來越多種類的傳感器能用于水質(zhì)監(jiān)測中，并且水質(zhì)參數(shù)信息的測量變得越來越簡單。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，使得實現(xiàn)對水環(huán)境的實時監(jiān)測成為可能。ZigBee技術(shù)以其短距離、低功耗等特點使其能廣泛地應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。
　　本文結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的需要以及ZigBee無線通信技術(shù)的理論，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是實現(xiàn)對水環(huán)境的實時監(jiān)測，通過終端節(jié)點的傳感器模塊對水環(huán)境進(jìn)行

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

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