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基于无线传感器网络的水环境监测系统研究的任务书
任务书：基于无线传感器网络的水环境监测系统研究
一、背景
随着工业化和城市化的发展，水质污染成为了一个严重的问题。水质污染不仅对环境造成了影响，也对人们的身体健康带来了威胁。为了更好地监测水质状况，保护水环境，无线传感器网络技术被引入水环境监测中。
传统的水环境监测体系多为人工采样和实验室分析。该方法测量精度高，但是由于采样时间间隔长、采样点难以遍布、周期性采样困难等问题，对于水环境监测的实时性、连续性、动态性等要求无法满足。而无线传感器网络集数据采集、传输、处理和分析于一体，能够实现远程、实时、动态的监测。
二、研究目的
本课题的目的是基于无线传感器网络技术，实现对水环境的实时、连续、动态监测，为水环境管理提供科学数据。
三、研究内容
1.研究水环境监测指标的选定与优化。包括水温、pH值、溶解氧、化学需氧量、总氮、总磷等指标的选定以及优化。
2.研究无线传感器网络的组网方式。包括节点的布局、通信协议、网络拓扑等方面的研究。
3.开发传感器节点。包括选定传感器元件、电源管理、数据采集、处理和传输等方面的研究。
4.研究数据存储和处理方法。包括数据压缩、降噪、异常检测、数据可视化等方面的研究。
5.部署水环境监测系统，在现场进行实际测试和应用，并对测试结果进行分析和优化。
四、研究方法和步骤
1.研究传感器网络技术的基础原理和相关技术，撰写技术分析报告。
2.研究水环境监测指标的选定和优化，建立水环境监测指标的测试方法和标准，撰写测试方案。
3.研究无线传感器网络的组网方式，设计网络架构和通信协议。
4.开发传感器节点，设计电路板，编写底层程序和上层应用程序。
5.研究数据存储和处理方法，使用各种算法和工具进行数据分析和处理，并进行数据可视化。
6.在现场进行实测测试，并对测试结果进行分析和优化。
五、研究成果
1.完成水环境监测指标的选定和优化，建立水环境监测指标的测试方法和标准，撰写测试方案。
2.搭建无线传感器网络，部署传感器节点，实现数据采集和传输，建立数据处理和存储系统。
3.完成现场实测测试，并对测试结果进行分析和优化。
4.撰写研究报告和论文，发表论文2篇以上。
六、评估指标
1.完成水环境监测指标选定和优化、测试方案的编制等中期任务，评估完成度占总成果75%。
2.完成无线传感器网络的组网、传感器节点的开发、数据存储和处理方法等任务，评估完成度占总成果90%。
3.完成现场实测测试、测试结果的分析和优化、研究报告和论文的撰写、发表论文等任务，评估完成度占总成果100%。
七、预算
本项目预算100万元，其中包括硬件设备、软件开发、现场测试和其他费用。
八、研究人员和分工
1.硕士研究生A，担任主要研究人员，负责无线传感器网络技术和数据存储和处理方法的研究。
2.硕士研究生B，担任主要研究人员，负责水环境监测指标的选定和优化、测试方案的编制和现场测试的工作。
3.指导教师C，负责研究方案的制定和指导研究工作。
4.实验室技术人员D，负责开发传感器节点和技术支持。
5.管理人员E，负责预算管理、文献索引、成果撰写和报告等工作。
九、研究周期
本项目的研究周期为18个月，包括前期文献调研、方案制定、中期实验和后期成果撰写等阶段。具体时间安排见下表：
|阶段|时间|
|-------------|-----------|
|前期文献调研|1个月|
|方案制定|2个月|
|实验开发|9个月|
|实验测试|2个月|
|成果撰写报告|4个月|
十、背景资料
无线传感器网络技术（WSN）：指由大量无线节点构成分布式传感器网络，每个节点具有感知、计算和通信能力，能够自组织形成面向特定应用领域的网络系统。
水环境监测指标：包括水温、pH值、溶解氧、化学需氧量、总氮、总磷等指标，是监测水环境质量的重要参数。