基于无线传感网流动水体质量监测系统的设计与实现

摘要

随着社会的发展，在经济增长的同时，我们赖以生存的水受到威胁，与此同时，我们需要对水质进行监测，这样能够使得我们能够随时了解到水质，并根据水质的变化做出相应的措施。与以往的水质监测不同，以往的水质监测需要进行现场采集，然后才能进行监测，并且这个过程比较耗时间，而且实时性不高;本系统能够对水质进行实时的检测，而且监测的范围也是比较大，基本上可以全部覆盖需要监测的水域。
　　本文的设计实现了流动水质监测。本套监测系统需要在监测的水域内均匀的放置监测点，而监测点由两部分组成，即包含传感器和无线传输模块;然后系统会将收集到信息需要通过ZigBee模块传送给汇聚节点;然后由汇聚节点通过GPRS将信息汇总后发送给服务台，服务台接收到信息后将会进行信息处理，将采集到的信息展现出来。该系统主要是由感知层，网络层和应用层三个部分组成。
　　经试验证明，该系统的监测节点能够准确的采集到水质信息，并且采集的信息也能够进行实时的传输，整个系统的运行比较稳定。水质监测系统能够为水质监测部门提供及时准确的信息，使之能够对之做出及时的措施。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 传感器技术

1．1．2 ZigBee应用

1．1．3 GPRS技术

1．2 流动水质监测的现状和发展

1．2．1 流动水质监测的作用

1．2．2 传统的水质监测

1．2．3 基于无线传感的水质监测

1．3 研究的内容

1．4 研究的意义

1．5 论文结构

第二章 流动水质监测系统的框架方案

2．1 系统整体结构

2．1．1 传感器节点设计方案

2．1．2 汇聚节点设计方案

2．1．3 服务器端计方案

2．2 无线传感器网络

2．2．1 ZigBee技术

2．2．2 ZigBee协议栈

2．2．3 ZigBee路由协议和地址分配机制

2．2．3 GPRS远程交互

2．3 本章小结

第三章 流动水质监测系统的硬件设计与实现

3．1 传感器节点的硬件设计与实现

3．1．1 传感器的选型

3．1．2 传感器节点电路设计与实现

3．2 汇聚节点的硬件设计与实现

3．2．1 主控芯片的选型

3．2．2 CC2530芯片的电路设计

3．2．3 ZigBee无线传感网的设计与实现

3．3 GPRS模块的硬件设计与实现

3．3．1 GPRS模块的选型

3．3．2 GPRS模块的硬件电路设计与实现

3．4 硬件的防水设计与实现

3．5 本章小结

第四章 流动水质监测系统嵌入式软件设计

4．1 嵌入式软件设计的开发环境

4．1．1 嵌入式软件开发软件介绍

4．1．2 Z-Stack协议栈

4．2 传感器的工作原理

4．2．1 温度传感器的工作原理

4．2．2 PH传感器的工作原理

4．2．3 浊度传感器的工作原理

4．3 传感器节点的嵌入式软件设计与实现

4．3．1 传感器节点的放置

4．3．2 传感器节点之间的通信

4．3．3 协议栈的移植

4．4 汇聚节点的嵌入式软件设计与实现

4．4．1 汇聚节点的ZigBee模块的软件设计与实现

4．4．2 CC2530主控芯片的软件设计与实现

4．4．3 GPRS模块的软件设计与实现

4．5 本章小结

第五章 流动水质监测系统的软件设计与实现

5．1 服务器端的软件设计与实现

5．1．1 服务器端软件的整体设计方案

5．1．2 服务器端通信设计与实现

5．1．3 信息分析端的数据库设计与实现

5．2 应用管理的软件设计与实现

5．3 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢