基于ZigBee技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的設計.pdf

1、近年來水污染問題越來越嚴重，生產(chǎn)和生活排出的大量污水含有諸多有害因素，嚴重地危害人類的健康。因此，對水質(zhì)的檢測和控制顯得極其重要。但是傳統(tǒng)的經(jīng)驗檢測法已經(jīng)不能滿足需要，有時甚至會帶來巨大損失；化學檢測法過程復雜、不具有實時性，還會帶來二次污染；現(xiàn)代儀器檢測法是水質(zhì)檢測的最新方法，它通過相關(guān)傳感器，將被測對象的化學量或物理量轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)高增益放大器放大、數(shù)字化處理后，輸入到MCU后準確得到測量參數(shù)。
　　 對于湖泊和河流水質(zhì)的

2、測量，由于浮標常年位于水中，為它架設專門的通信線路顯得不合適；另外由于測試點多而雜使得監(jiān)測系統(tǒng)的線路非常復雜，因此本文根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡的基本理論和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的實際需求，提出了基于ZigBee技術(shù)的在線水質(zhì)監(jiān)測方法，設計了一個能夠?qū)崟r測量多種水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)可以方便直觀地得到被測水樣的水溫、PH、電導率等參數(shù)。
　　 本文提出了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的整體設計方案，并對系統(tǒng)的硬件和軟件進行了詳細的分析和設計。在硬件設計方面

3、，本文采用模塊化設計，即無線傳輸模塊和水質(zhì)檢測模塊分開設計，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和擴展。無線傳輸模塊采用了TI公司的單芯片CC2430+低功耗功放CC2591解決方案。水質(zhì)檢測模塊主要是通過各種水質(zhì)傳感器對水質(zhì)參數(shù)進行采樣，然后經(jīng)過信號調(diào)理電路是對采集到的電壓信號或者電流信號進行放大處理。在軟件設計方面，本文根據(jù)ZigBee聯(lián)盟所定義的標準，對ZigBee協(xié)議進行研究，然后移植和修改協(xié)議棧代碼，再編寫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的應用程序和相關(guān)驅(qū)動程序，給

4、出了關(guān)鍵程序流程圖和部分源代碼。
　　 經(jīng)測試，本文的ZigBee無線模塊點對點直接通信在可視距離為300m以內(nèi)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，通訊距離能滿足大部分水質(zhì)監(jiān)測的需求。本系統(tǒng)將各個水質(zhì)檢測終端組成測量網(wǎng)絡，實現(xiàn)了一級路由的ZigBee樹型拓撲網(wǎng)絡，并通過網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心的PC機通信，從而實現(xiàn)了自動化、網(wǎng)絡化的無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法不僅可以減輕勞動強度、提高檢測精度，而且具有實時監(jiān)測的連續(xù)性。本文對