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基于物联网的水环境在线监测系统研究.pdf

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分类号学号M201073161 学校代码10487密级 硕士学位论文 基于物联网的水环境在线 监测系统研究 学位申请人：彭鹏 学科专业：水利工程 指导教师：张勇传院士 周建中教授 答辩日期：2012年5月 AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirements fortheDegreeofMasterofEngineering StudyonOnlineWaterEnvironmentMonitoringSystemBased ontheInternetofThings Candidate:PengPeng Major:WaterConservancyEngineering Supervisor:N.A.YongchuanZHANG Prof.JianzhongZHOU HuazhongUniversityofScience&Technology Wuhan,Hubei,430074,P.R.China May,2012 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名：指导教师签名： 日期：年月日日期：年月日 华中科技大学硕士学位论文 摘要 基于物联网的水环境在线监测系统技术的应用可提高水环境监测的实时性和高 效性，是一种实现水环境自动在线监测和在全国范围内构建水环境监测网络的有效 途径。但是，我国在水环境监测、移动快速分析技术方面发展起步较晚，相比于欧 美及日本等国还有较大的差距，目前这些技术还处于探索阶段。因此，本文针对武 汉东湖为基本研究对象，提出基于物联网的水环境在线监测系统研究这一课题。 基于物联网的水环境在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现 代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术和通信网络所组成 的一个综合性的在线自动监测网络。物联网的组网方式很多：蓝牙、wi-FI、ZigBee 网络等等，根据水环境监测的特性选用可靠性高、能耗低和工作频段灵活的基于 CC2530的ZigBee网络来组成物联网。 本文旨在提出一种基于物联网的水环境在线监测系统整体设计的实现方案。系 统的设计主要分为三个主要部分：传感器节点采集部分，汇聚节点收发部分和上位 机监控控制部分。传感器节点采集部分由电化学探头（温度、pH、电导率、溶解 氧、浊度），硬件调理电路和Zigbee发送节点组成。被测参数经由化学探头识别转 换变为电信号，再通过调理电路的放大和处理，最后通过发送节点将电信号转换成 数字信号编码成数据包发送上传到汇聚节点。汇聚节点收发部分由ZigBee接收节点 和串口/USB通信通信模块组成。接收节点负责接收经由发送节点发送的数据包，通 过串口/USB通信模块实现和上位机电脑之间的通信和传输。上位机监控控制部分通 过上位机界面软件对接收的数据包实时处理，并经过图表分析有序、有目的性的显 示。 关键词：物联网；水环境在线监测；ZigBee网络；串口/USB通信；CC2530 I 华中科技大学硕士学位论文 Abstract Theapplicationofonlinewaterenvironmentmonitoringsystembasedoninternetof thingshasgreatlyimprovedtheeffectivityandreal-timecollectingofwaterenvironment monitoringsystem,Itisanimplementationofautommticonlinewaterenvironment monitoringnetworkinthecountry.However,thetechnologyofwater