本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測與傳輸系統(tǒng)研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大,水污染問題也越來越嚴重,近幾年發(fā)生的水污染事件使人們對水環(huán)境的保護問題越來越重視。水污染不僅影響了生態(tài)環(huán)境,也對人類的健康有嚴重的影響。所以合理利用水資源和防止水環(huán)境的污染顯得格外重要,這也對我國水質(zhì)監(jiān)測工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法由于操作復雜度高、成本高、實時性差等缺點很難大范圍地普及,因此需要一種新的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來輔助傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法來更好地實現(xiàn)對水環(huán)境的監(jiān)測。近年來隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,使得越來越多種類的傳感器能用于水質(zhì)監(jiān)測中,并且水質(zhì)參數(shù)信息的測量變得越來越簡單。而無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)的不斷成熟,使得實現(xiàn)對水環(huán)境的實時監(jiān)測成為可能。ZigBee技術(shù)以其短距離、低功耗等特點使其能廣泛地應用于無線傳感器網(wǎng)絡中。本文結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的需要以及ZigBee無線通信技術(shù)的理論,提出了一種基于ZigBee技術(shù)的無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是實現(xiàn)對水環(huán)境的實時監(jiān)測,通過終端節(jié)點的傳感器模塊對水環(huán)境進行數(shù)據(jù)采集并通過ZigBee網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)匯集給協(xié)調(diào)器節(jié)點,再通過3G-ZigBee網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳給3G移動網(wǎng)絡進而將數(shù)據(jù)傳給遠程監(jiān)測管理中心。本文介紹了整個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案并對它的工作流程、常規(guī)水質(zhì)參數(shù)的測量原理以及軟硬件的設計進行了詳細的說明。硬件方面,本文選用TI公司的SOC解決方案的CC2530標準ZigBee芯片作為開發(fā)的主芯片,水質(zhì)檢測模塊則是選用了相應的傳感器實現(xiàn)了對水質(zhì)參數(shù)信息的采集,并對關(guān)鍵的硬件設計給出了相應的電路原理圖。軟件方面,本文著重對TI公司的Z-Stack協(xié)議棧進行分析介紹,對該協(xié)議棧進行了修改和移植,并給出了各個節(jié)點的工作流程圖以及部分源代碼,詳細介紹了ZigBee樹路由算法的原理并給出了一種改進的樹路由算法方案。經(jīng)過對各個模塊和整體的測試,實現(xiàn)了ZigBee樹型網(wǎng)絡的組網(wǎng)、網(wǎng)絡間各個節(jié)點的通信以及對溫度、PH值、電導率等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)了系統(tǒng)的基本功能,滿足了系統(tǒng)設計的要求。與傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法相比,本系統(tǒng)能實現(xiàn)連續(xù)的實時監(jiān)測,能提高監(jiān)測效率。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡 水質(zhì)監(jiān)測 CC2530
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X832;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• Contents10-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題背景與研究意義13-15
• 1.1.1 課題研究背景13-14
• 1.1.2 課題研究意義14-15
• 1.2 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)概述15-16
• 1.3 國內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 國外水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.3.2 國內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容和文章組織形式17-18
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.4.2 文章組織形式17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 ZigBee網(wǎng)絡技術(shù)19-33
• 2.1 短距離無線通信技術(shù)簡介與比較19-21
• 2.2 ZigBee技術(shù)概述21
• 2.3 ZigBee技術(shù)特點與應用領(lǐng)域21-23
• 2.3.1 ZigBee技術(shù)特點21-22
• 2.3.2 ZigBee技術(shù)應用領(lǐng)域22-23
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)23-25
• 2.4.1 ZigBee網(wǎng)絡節(jié)點類型23
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)23-25
• 2.5 ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)25-32
• 2.5.1 ZigBee協(xié)議錢結(jié)構(gòu)25-26
• 2.5.2 ZigBee協(xié)議錢分析26-29
• 2.5.3 ZigBee協(xié)議服務原語29-30
• 2.5.4 ZigBee網(wǎng)絡的構(gòu)建原理和過程30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基子ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計方案33-41
• 3.1 總體設計方案的選擇33
• 3.2 水質(zhì)盟測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程34-35
• 3.4 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件選型35-36
• 3.5 常規(guī)水質(zhì)參數(shù)測量原理36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計41-50
• 4.1 ZigBee無線網(wǎng)絡爺點模塊設計41-46
• 4.1.1 射頻模塊42-44
• 4.1.2 USB轉(zhuǎn)串口通信模塊44
• 4.1.3 電源模塊44-45
• 4.1.4 其它外圍模塊45-46
• 4.2 水質(zhì)參數(shù)采集模塊設計46-49
• 4.2.1 溫度參數(shù)采集模塊設計46-47
• 4.2.2 PH值參數(shù)采集模塊設計47
• 4.2.3 電導率參數(shù)采集模塊設計47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計50-67
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境50
• 5.2 ZigBee 協(xié)議 Z-Stack 協(xié)議找50-53
• 5.3 ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設計53-57
• 5.4 ZigBee網(wǎng)絡路由器節(jié)點軟件設計57-61
• 5.5 ZigBee網(wǎng)絡終端節(jié)點軟件設計61-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 開發(fā)平臺的搭建與測試67-75
• 6.1 系統(tǒng)軟硬件平臺的搭建67-72
• 6.1.1 ZigBee 模塊67
• 6.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境67-68
• 6.1.3 ZigBee組網(wǎng)n,試68-72
• 6.2 數(shù)據(jù)采集測試72-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻77-80
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文與成果80-82
• 致謝8

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊樹森;周小佳;閻斌;;無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境監(jiān)測中的應用[J];計算機技術(shù)與發(fā)展;2008年09期

2 崔炳儉;董衛(wèi)紅;黃躍青;崔燦;明亮;;無線傳感器網(wǎng)絡在氣象領(lǐng)域的應用與研究[J];環(huán)境科學與技術(shù);2010年S1期

3 莫夫;;無線傳感器網(wǎng)絡的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與設計[J];煤炭技術(shù);2013年10期

4 何文德;楊鳳年;劉光燦;;無線傳感器網(wǎng)絡在文物保護中的應用[J];安防科技;2007年07期

5 薛小芹;王箭;;無線傳感器網(wǎng)絡安全廣播通信研究[J];工礦自動化;2007年06期

6 李鐵奇;鄭曉勢;郭強;;國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡研究透視[J];山東輕工業(yè)學院學報(自然科學版);2008年04期

7 陶宏;;淺談無線傳感器網(wǎng)絡威脅與應對策略[J];河北能源職業(yè)技術(shù)學院學報;2009年02期

8 裴忠民;鄧志東;巫天華;許瀟;;礦井無線傳感器網(wǎng)絡三階段定位方法[J];中國礦業(yè)大學學報;2010年01期

9 何學文;李百明;黃國平;肖勇;;面向礦山環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡研究[J];金屬礦山;2010年07期

10 張高亮;周霆;;一種基于模糊覆蓋模型的傳感器網(wǎng)絡覆蓋控制方法[J];重型機械;2010年S1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐云龍;;無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)實驗分析[A];工程設計與計算機技術(shù)：第十五屆全國工程設計計算機應用學術(shù)會議論文集[C];2010年

2 杜景林;陳力軍;謝立;;無線傳感器網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)集成體系結(jié)構(gòu)[A];2008年全國開放式分布與并行計算機學術(shù)會議論文集(下冊)[C];2008年

3 劉昊;;面向電子智能服裝的人體無線傳感器網(wǎng)絡構(gòu)建[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應用及低碳紡織研討會論文集[C];2011年

4 李華;李文秀;;無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)在養(yǎng)殖業(yè)污染防治上的應用前景[A];全國畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染監(jiān)測與控制治理技術(shù)交流研討會論文集[C];2008年

5 李潔;任海風;;K重覆蓋無線傳感器網(wǎng)絡優(yōu)化[A];中國計量協(xié)會冶金分會2011年會論文集[C];2011年

6 余e，

本文編號：325456