發(fā)布時間：2017-05-20 08:13

  本文關(guān)鍵詞：面向城市污水監(jiān)測的WSN無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨世界各國在經(jīng)濟(jì)上的快速發(fā)展以及人口數(shù)量的急劇增長,隨之而來的是自然環(huán)境的日益枯竭,城市水資源的短缺與污染已成為我國最為嚴(yán)重的資源環(huán)境問題之一。它不僅嚴(yán)重影響了人民的生產(chǎn)生活與身體健康,還制約了我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在這種情況下,我們就必須采取措施來加大對城市污水的監(jiān)測力度,改善不斷惡化的城市生活環(huán)境。然而傳統(tǒng)的城市污水監(jiān)測手段已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測與信息化管理的需要,因此構(gòu)建自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的城市污水監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。針對現(xiàn)有城市污水監(jiān)測手段的不足之處,本文將ZigBee技術(shù)應(yīng)用于城市污水監(jiān)測中,提出了一種基于WSN的城市污水監(jiān)測系統(tǒng)。本文首先對該監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計了面向城市污水監(jiān)測的WSN無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點。該節(jié)點硬件部分采用了集成MCU+射頻收發(fā)芯片的SOC設(shè)計方案,選取CC2530射頻芯片作為其微處理器和無線通信模塊。其次,主要研究了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)以及ZigBee 2007協(xié)議,設(shè)計了面向城市污水監(jiān)測的無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點軟件部分,并利用ZigBee2007協(xié)議棧的API函數(shù)完成下端ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建和數(shù)據(jù)傳輸,并通過AT指令控制GPRS模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。在完成對無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點的硬件和軟件設(shè)計后,在實驗室搭建一個小型的系統(tǒng)平臺,分別對無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點的組網(wǎng)、ZigBee通信質(zhì)量和GPRS傳輸進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明：本文設(shè)計的無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點能夠與傳感器節(jié)點和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信傳輸,硬軟件能夠滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。
【關(guān)鍵詞】：城市污水監(jiān)測 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無線網(wǎng)關(guān) 節(jié)點
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X832;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 論文研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-14
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 污水監(jiān)測研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 研究內(nèi)容及論文組織結(jié)構(gòu)14-16
• 2 基于WSN的城市污水監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計16-28
• 2.1 系統(tǒng)整體功能概述16-19
• 2.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)及工作原理16-18
• 2.1.2 系統(tǒng)主要組成部件18-19
• 2.2 ZigBee無線通信技術(shù)19-26
• 2.2.1 幾種無線通信方式的比較19-21
• 2.2.2 ZigBee2007協(xié)議結(jié)構(gòu)21-24
• 2.2.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜喪?/span>24-26
• 2.3 GPRS無線通信技術(shù)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 節(jié)點總體方案設(shè)計28-37
• 3.1 傳感器節(jié)點28-33
• 3.1.1 設(shè)計方案28-29
• 3.1.2 元器件選型29-33
• 3.2 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點33-36
• 3.2.1 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計要求34
• 3.2.2 工作原理34-35
• 3.2.3 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點主要模塊的選取35-36
• 3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點硬件設(shè)計37-50
• 4.1 電路原理圖設(shè)計37-48
• 4.1.1 無線收發(fā)模塊38-41
• 4.1.2 天線41-42
• 4.1.3 FLASH模塊42
• 4.1.4 JTAG接口模塊42-43
• 4.1.5 串口通信模塊43
• 4.1.6 液晶顯示模塊43-44
• 4.1.7 GPRS模塊44-46
• 4.1.8 電源模塊46-47
• 4.1.9 按鍵47-48
• 4.2 PCB板設(shè)計48-49
• 4.2.1 PCB設(shè)計原則48
• 4.2.2 節(jié)點PCB設(shè)計48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點軟件設(shè)計50-70
• 5.1 軟件總體設(shè)計50-51
• 5.2 節(jié)點軟件開發(fā)平臺51-53
• 5.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境51-52
• 5.2.2 仿真器52-53
• 5.3 Z-Stack 2007協(xié)議棧53-58
• 5.3.1 Z-Stack 2007協(xié)議棧架構(gòu)53-55
• 5.3.2 OSAL操作系統(tǒng)55-56
• 5.3.3 系統(tǒng)初始化56-57
• 5.3.4 操作系統(tǒng)的執(zhí)行57-58
• 5.4 污水監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議58-60
• 5.4.1 無線通信數(shù)據(jù)格式58-60
• 5.4.2 數(shù)據(jù)發(fā)送方式60
• 5.5 節(jié)點軟件設(shè)計60-69
• 5.5.1 ZigBee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)程序61-64
• 5.5.2 ZigBee通信程序64
• 5.5.3 傳感器節(jié)點入網(wǎng)程序64-65
• 5.5.4 傳感器節(jié)點水溫采集程序65-66
• 5.5.5 GPRS模塊通信程序66-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 6 系統(tǒng)測試70-78
• 6.1 節(jié)點組網(wǎng)測試71-73
• 6.2 節(jié)點通訊質(zhì)量測試73-74
• 6.2.1 空曠場地下通信性能測試73-74
• 6.2.2 障礙場地下通信性能測試74
• 6.3 GPRS通信測試74-77
• 6.4 本章小結(jié)77-78
• 7 結(jié)論78-80
• 7.1 研究工作總結(jié)78
• 7.2 研究工作展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文83-84
• 致謝84-86

【參考文獻(xiàn)】

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2 李金龍,翁修榮,王清發(fā);渭河流域地下水監(jiān)測與保護(hù)[J];地下水;2002年02期

3 劉國忠,王磊,鄧文怡,李月強,呂乃光;環(huán)境水質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)研究[J];航空精密制造技術(shù);2003年01期

4 馬祖長,孫怡寧,梅濤;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];通信學(xué)報;2004年04期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董亞超;基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)[D];大連理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：面向城市污水監(jiān)測的WSN無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：381054