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基于WSN的水质监测系统中ZigBee协议和网关系统的设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
水是人类生命中必不可少的资源，而水质则关系到人类的健康和生产。为了保障水质安全，各国政府和科学家们致力于开发各种水质监测系统。而无线传感器网络（WSN）技术由于其低成本、易部署、易维护等特点，正逐渐成为水质监测领域的重要技术。在WSN系统中，ZigBee协议作为一种低功耗的无线通信协议，被广泛应用于传感器网络中。网关系统则是WSN系统中与外部网络通信的关键组成部分。因此，本设计的目的是基于WSN的水质监测系统中ZigBee协议和网关系统的设计与实现。
二、任务目标
1.通过研究相关技术，设计开发基于WSN的水质监测系统。
2.使用ZigBee协议实现传感器节点和基站之间的通信。
3.设计实现网关系统，实现WSN系统与外界网络的连接。
4.测试与验证设计的系统功能，评估系统性能。
三、任务内容
1.研究相关技术和理论
了解WSN和ZigBee协议的基本原理和应用技术，了解网关系统的设计理念和实现方法，研究WSN系统中传感器节点的布放和数据采集方法，熟悉常用的水质参数以及其测量技术。
2.硬件和软件的设计
设计并制作传感器节点和基站硬件电路，实现采集水质信息并与基站通信的功能；编写节点和基站的控制程序，实现数据采集、传输、接收和存储等功能；设计并实现网关系统，实现WSN与外界网络的连接。
3.系统的测试和验证
对所设计的系统进行功能测试、性能评估、稳定性测试和环境适应性测试，通过测试和验证，评估系统的可靠性、安全性、有效性和实用性，根据测试结果对系统进行改进和完善。
四、任务计划
1.第一阶段：2021年11月1日-2021年12月31日
任务内容：查找相关文献，学习WSN和ZigBee协议的基本理论和应用技术，了解传感器节点和网关系统的设计原理、方法和实现技术。
成果要求：文献综述报告和设计方案。
2.第二阶段：2022年1月1日-2022年4月15日
任务内容：设计传感器节点和基站电路，实现数据采集并与基站通信的功能；编写节点和基站的控制程序，实现数据采集、传输、接收和存储等功能；设计网关系统并实现WSN与外界网络的连接。
成果要求：硬件和软件的设计方案、节点和基站控制程序、网关系统设计方案。
3.第三阶段：2022年4月16日-2022年5月31日
任务内容：对所设计的系统进行功能测试、性能评估、稳定性测试和环境适应性测试；对测试结果进行分析和总结，提出改进和完善意见，并进行实现。
成果要求：测试报告、完善意见报告、论文初稿。
4.第四阶段：2022年6月1日-2022年6月30日
任务内容：修改和完善论文，整理资料，撰写结题报告；进行系统演示和答辩。
成果要求：结题报告、系统演示和答辩材料。
五、任务考核指标
1.系统开发完整性和正确性；
2.各硬件和软件部分各自功能的运行稳定性；
3.系统的满足要求的性能，如：数据传输的响应时间、数据存储和查询时间、系统的工作效率等；
4.系统高度集成和自适应。
六、任务组成
1.课题负责人：XXX
2.任务组成员：XXX、XXX
3.立项单位：XXX
4.任务实施地点：XXX
5.任务经费：XXX万元
七、任务预期成果
完成本任务的预期成果有：
1.报告：综述报告、测试报告、完善意见报告、结题报告；
2.论文：1篇；
3.代码：传感器节点和基站的控制程序、网关系统代码；
4.原型设备：传感器节点、基站设备原型。
八、参考文献
1.SongY,CaiZ(2016)Anenergy-efficientwaterqualitymonitoringmechanismbasedonwirelesssensornetworks.Sensors16:1012-1028.
2.Al-FuqahaA,GuizaniM,MohammadiM,etal.(2015)Internetofthings:Asurveyonenablingtechnologies,protocols,andapplications.IEEECommuSurveysTutorials17:2347-2376.
3.GohilS,ModiN,PatelD,etal.(2015)AreviewonIoTapplications,securityandchallenges.IEEEAccess3:2337-2352.