發(fā)布時(shí)間：2017-05-20 15:01

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)部署研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)當(dāng)前水資源短缺和水污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,以及常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)污染防治不及時(shí)的問題,簡(jiǎn)述了無線傳感網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn),并對(duì)在該應(yīng)用背景下,無線傳感網(wǎng)絡(luò)所面臨的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。研究內(nèi)容主要圍繞無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本對(duì)象——水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)展開,對(duì)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)的部署進(jìn)行了研究。主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)從水質(zhì)監(jiān)測(cè)的主要目的出發(fā),對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體框架。參考當(dāng)前我國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的各種水環(huán)境質(zhì)量保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)以及當(dāng)前的技術(shù)手段,選定待測(cè)的水質(zhì)參數(shù)并對(duì)節(jié)點(diǎn)的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。從功能模塊出發(fā)對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件、軟件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。硬件包括各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì),傳感器的選型,信號(hào)調(diào)理電路的分析設(shè)計(jì),電源模塊的設(shè)計(jì)。軟件包括在OSCL操作系統(tǒng)下,數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)的軟件編寫以及水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)定時(shí)采集程序的編寫。對(duì)制作的水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能測(cè)試,測(cè)試了節(jié)點(diǎn)的通信能力,監(jiān)測(cè)的水質(zhì)數(shù)據(jù)精度等。測(cè)試結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)能夠有效采集相對(duì)應(yīng)的水質(zhì)參數(shù),并通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行顯示。(2)在節(jié)點(diǎn)部署方面,將當(dāng)前應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)部署策略劃分為二維部署和三維部署,指出三維部署是日后節(jié)點(diǎn)部署的重點(diǎn)研究方向。提出了一種解決網(wǎng)絡(luò)能耗不均衡問題的節(jié)點(diǎn)三維部署算法,從網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)的能量消耗兩方面對(duì)算法進(jìn)行了分析和仿真,結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的算法可以在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求的前提下,控制節(jié)點(diǎn)部署的密度,均衡節(jié)點(diǎn)的能量消耗,延長網(wǎng)絡(luò)壽命。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感網(wǎng)絡(luò) 水質(zhì)監(jiān)測(cè) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 節(jié)點(diǎn)部署
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5;X832
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究的目的與意義9-11
• 1.1.1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的目的與意義9-10
• 1.1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)10-11
• 1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵問題14-16
• 1.3.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)研究14-16
• 1.3.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部署策略研究16
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)16-19
• 2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 系統(tǒng)功能需求分析19
• 2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)20-23
• 2.3.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)20-22
• 2.3.2 水質(zhì)參數(shù)說明22-23
• 2.4 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)總體設(shè)計(jì)23-25
• 2.4.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)功能需求分析23-24
• 2.4.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案24-25
• 2.5 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部署分類25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)27-47
• 3.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)27-37
• 3.1.1 硬件選型27-30
• 3.1.2 Zigbee模塊設(shè)計(jì)30-33
• 3.1.3 水質(zhì)檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)33-36
• 3.1.4 電源模塊設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)37-46
• 3.2.1 Z-Stack協(xié)議棧37-40
• 3.2.2 數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)40-42
• 3.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件總體設(shè)計(jì)42-43
• 3.2.4 傳感器節(jié)點(diǎn)定時(shí)采集任務(wù)程序設(shè)計(jì)43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 4 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)試與抗干擾設(shè)計(jì)47-55
• 4.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通信測(cè)試47-48
• 4.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單跳測(cè)試47
• 4.1.2 組網(wǎng)測(cè)試47-48
• 4.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊感測(cè)數(shù)據(jù)處理48-50
• 4.2.1 溫度傳感器48-49
• 4.2.2 pH傳感器校準(zhǔn)49-50
• 4.2.3 電導(dǎo)電極的校準(zhǔn)50
• 4.3 系統(tǒng)集成測(cè)試50-52
• 4.3.1 試驗(yàn)系統(tǒng)50-51
• 4.3.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度分析51-52
• 4.4 節(jié)點(diǎn)的抗干擾設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的干擾源分析52-53
• 4.4.2 硬件抗干擾措施53
• 4.4.3 軟件抗干擾措施53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 5 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部署設(shè)計(jì)55-67
• 5.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部署概述55-56
• 5.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)三維空間優(yōu)化部署設(shè)計(jì)56-66
• 5.2.1 UWSN概述56
• 5.2.2 UWSN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型56-57
• 5.2.3 節(jié)點(diǎn)三維空間部署目標(biāo)57
• 5.2.4 節(jié)點(diǎn)三維空間部署約束條件57-58
• 5.2.5 節(jié)點(diǎn)三維感知模型58
• 5.2.6 節(jié)點(diǎn)水聲通信能耗模型58-60
• 5.2.7 節(jié)點(diǎn)三維稀疏部署能量不均衡消耗分析60-61
• 5.2.8 節(jié)點(diǎn)三維優(yōu)化部署算法61-63
• 5.2.9 節(jié)點(diǎn)三維優(yōu)化部署算法仿真63-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 6 總結(jié)67-69
• 6.1 本文主要工作總結(jié)67-68
• 6.2 研究不足及展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者在讀期間的研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 秦伯強(qiáng);朱廣偉;張運(yùn)林;李未;吳挺峰;;高頻無線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在湖泊藍(lán)藻水華監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];科研信息化技術(shù)與應(yīng)用;2010年03期

2 劉星橋;曾毓楠;季峰;;基于SOC單片機(jī)的pH值檢測(cè)與控制[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年05期

3 蔣鵬;陳峰;;基于表面均勻配置的UWSNs覆蓋控制方法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2008年12期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳曉培;傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署以及節(jié)能研究[D];電子科技大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 杜承虎;太湖水體透明度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2011年

2 呼娜;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)部署研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：381939