基于无线传感器网络的水质监测系统设计.pdf

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基于无线传感器网络的水质监测系统设计计算机工程与设计杜治国，肖德琴，周运华，欧阳国桢DesignofwaterqualitymonitoringwirelessnetworksystembasedXMO第29卷第17期2008年9月(华南农业大学信息学院，广东广州510642)文章编号：1000-7024(2008)17-4568．03(College0642，China)presented．TheO引言l基于无线传感器网络的水质监测系统架构摘要：在研究无线传感器网络及Zigbee协议标准的基础上，对远程实时水质监测系统进行了分析．提出了基于Zigbee无线传感器网络与互联网结合的远程实时水质监测系统架构．设计了基于无线传感器的水质监测网络体系结构，实现了水质监测参数的获取及传输。关键词：无线传感器网络；水质监测‘9网络协-／a．；GSM网络；传感器节点中图法分类号：TP393．18文献标识码：ADUZhi-guo，De-qin，ZHOUYun—hua，OUYANGGuo—zhenandsensornetworks；水质监测是水资源环境管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。对于水质的监测和治理关系到各行各业的生产和人民的生活。目前我国的水质检测仍然存在很多问题，一是各级水质监测中心的采样能力不足，监测频率低，水质监测实验室的监测仪器设备老化，大型分析仪器配备不平衡。二是机动监测能力不足，移动水质分析监测实验室配备数量太少，现场监测能力低。三是自动水质监测站数量太少。缺乏自动测报能力，难以获得重点水功能区主要水质监测的实时“J。无线传感器网络(wirelessSgllsornetwork)是由大量的传感器节点采用无线自组织方式构成的网络，它在环境监测、军事、医疗健康、家庭智能监控和其它商业领域有着广泛的应用前景。无线传感器网络具有传感器节点密度高．网络拓扑变化频繁，以及节点的功率、计算能力和数据存储能力有限等特点Ⅲ。无线传感器网络的上述特点使其在偏远环境的水质监测和环境管理方面将有很好的应用前景，本文在分析Zigbee无线传感器网络技术的基础上，对其在水质监测系统方面的应用进行了研究。1．1水质监测系统要求在水质检测中，通过传统方式采集原始数据是一件困难的工作，传感器网络为野外随机性的研究数据获取提供了方便。水质监测网络需要考虑能耗、覆盖面、传输速率和互联网进行通信等因素。本文研究采用基于Zigbee技术的无线网络实现在自然环境中对水质数据的采集，通过互联网将水质数据传输到远程中心服务器。监测区域部署传感器终端节点，在网络的可覆盖范围内活动，通过网络内的路由节点接入互联网。Zigbee网络具有自组织、动态路由、网络节点少等特点。同时Zigbee网络考虑了节点的能量节约，减少节点处理器的计算负担等问题。监测部门或研究人员可以随时通过互联网查看目标区域的水质信息，可以对自然环境传感器的采集方式进行控制。水质监测站可以实现全日无人值守的情况下，控制中心可以远程控制监测站的采集动作，对多种水质水量参数进行采集、存储，然后分批分期上传到中心服务器，包括PH值、DO、浊度、水温、电导、氨氮、TOC、COD等基本参数脚。水质监测中心服务器接到数据后可以对数据进行自动的存档和数据处理。并通过编写相应的软件系统对数据进行分作者简介：杜治国(1980--)，男，陕西宝鸡人，硕士，实验师．研究方向为计算机网络安全和WSN：V01．29No．I7ComputerEngineeringSept．2008OilofInformation,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou51Abstract：Basedthestudynetworksprotocolstandardsbasisofreal—timeremoteforanalysis．TheideaZigbeewithreal-timeisarchitecturedesigned,theoftheparameterstransmissionrealized．Keymonitoring；protocol；GSMnetwork；sensornode收稿日期：[e-mail]基金项目：广东省自然基金项目(06025838)：华南农业大学校长基金项目(2006X24)。肖德琴(1970--)，女，重庆人，博士，教授，研究方向为WSN和网络安全；周运华(1976--)，男，广东梅州人。硕士，实验师，研究方向为计算机网络技术：欧阳国桢(1984一)，男，广东潮州人．硕士研究生．研究方向为WSN与网络安全．·——4568·——waterInternetacquisitionwords：E-maihon
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