计算机软件辅助水质监测问题.docx

计算机软件辅助水质监测问题关于计算机软件辅助水质监测问题常见计算机软件辅助水质监测摘要：随着现在工业的快速发展，水污染的矛盾日益突出，能够快速、准确和自动的进行水质监测就显得尤为重要。常见计算机软件ZigBee与WSN结合GPS定位技术，建了水质参数采集的无线通信网络，介绍了这两种软件是如何辅助进行水质监测。近年来，由于工业的快速发展，水体污染事件严重危害到公共健康和人类的生活质量，导致水环境逐渐恶化。过去人们通过人工现场采样、实验室仪器分析为主要手段进行水质监测模式，这些方式监测频次低、采样误差大，难以满足现代环境管理的需求。随着计算机信息技术的发展，计算机软件辅助的水质监测逐渐走入工程师的视野，综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术，能够自动采集监测信息，自动处理，满足了水质监测中快速、准确和自动的需求。1硬件设计1.1ZigBee无线通信模块在水质监测系统中，ZigBee模块是传感器节点的基础部分，它在路由节点处也能够作为FFD，和水质检测模块共同实现辅助水质检测的功能。而另外三个普通传感器节点上的ZigBee模块都是RFD，作为树型网络的叶设备连接到网络中[1]。树型网络网络拓扑的一种，是星型网络集合在一起构成的系统。它能够实现信息的节点“跳跃”，跨越障碍到达目标节点。在用于辅助水质监测的计算机软件中，无线传感器网络结构分为三层，经研究探讨发现树型网络最适合用于辅助水质监测。首先，在最底层中，传感器节点主要负责收集相关数据并获的水质参数。在中间层中，所有从传感器接受的传送数据汇总至网络协调器，由协调器对所有数据进行处理。与此同时，中间层还添加了一级路由，实现了水质参数功能。在最上层中，计算机占据中央位置，它能够对来自网络协调器的全部数据进行展示。2WSN工作原理WSN即WirelessSensorNetworks，是利用WSN技术和GPRS等技术来监测水体水文信息。2.1GPRS网络通信GPRS在信息传递中主要使用移动网络，它具有传递速度比较快，涵盖范围比较广，使用费用比较低，受环境约束比较少等优势。它作为GSM的延续，数据传递速率有了很大的提高，是一种通用的分组无线服务技术。在水质自动监测系统中，GPRS作为水质数据信息的传送通道在进行数据分析和处理之后，将数据传送至数据中心。2.2WEB应用程序设计水质在线自动监测系统由水资源信息采集中心、水质监测站等组成[2]。在监测站所测得的相关水质数据信息以数据通信骨干网为主要通道，GPRS作为备用通道，将数据信息传递至数据信息中心。水质监测系统的WEB程序设计如下：首先，PLC作为系统中心控制取水单元和水样预处理单元。取水单元中，杂物隔离网、取样浮子、自吸水泵、压力流量传感器和采水管道为主要成分[2]。在水样预处理单元中，一旦出现异常情况，PLC会切断其电源并使用备用泵，方便帮助工作人员对故障进行分析和处理。第二，辅助分析单元是主要由管理软件进行控制，同时它也是由PLC间接控制的。它的主要功能是进行纯水等类型水的制备。第三.水质监测分析单元具有自动量程转换、遥控、标准输出接口和数字显示、自动清洗、状态自检和报警、干运转和断电保护、来电自动恢复等[3]。在水质监测系统中，C0D、总氮和等仪器可以对误差进行自动标识并进行校正。3水质监测系统设计方案3.1系统结构水质监测系统的的设计构想为针对不同功能依上而下设计不同的模块，主要有三个模块：数据库模块，模型库模块与水质管理模块。在不同模块中设定不同的程序，实现每个程序都能够独立自主的完成其内部任务，并尽量将每个任务都细化。首先，利用arcview本身具有的编辑功能，基本上可以实现对视图特征及其属性数据的添加、编辑和删除等功能[2]。与此同时，以方便为中心，增添了其它方便基本信息利用的功能，如添加与删除。这些设计能够为操作增加方便性，还没有用过arcview的用户只要点击按钮即可。水质监测系统可以分析和计算不同种类的水资源相关数据信息。比如说降雨的多少，蒸发量和水位高度的统计、离子数量是否超标等。针对以上几点功能，系统设计主要利用复杂程度比较低的.比较手段，编制出平均值的代码程序。3.2WSN节点WSN即WirelessSensorNetwork，无线传感网络。它由很多静止或是活跃的传感器节点构成，能够以自组织形式构成网络系统。在网络覆盖的地区内，监测、收集、处理与传送相对应的信息，互联网与卫星和任务管理中心相连，与此同时和汇聚网关节点相连。汇聚网节点和不同的传感器节点相连。它可以比较方便的获得随机性的研究数据[1]。3.3组网方案ZigBee网络的拓扑结构有三种：星型、树型、网状型[1]。星型网络是目前应用比较频繁的网络拓扑结构。它呈辐射状，网络协调器作为通信中心，和其他的终端设备（END）相连，并传播相关数据和