基于zigbee的水环境监测无线传感器网络组网技术研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论又基于ZigBee的水环境监测无线传感器网络组网技术研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：孙庆元检测技术与自动化装置孔令成研究员二O一二年五月十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster’SdegreeResearchonNetworkingNetworKnTechnologyofWaterEnvironmentMonitoringWirelessSensorNetworkBasedonZigBeeAuthor’SName：QingyuanSunSpecialit

2、y：DetectiveTechnologyandAutomationDevicesSupervisor：Prof．LingchengKongFinishedtime：May10m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：趟：拯丞签字日期：刭皇：笠!!墨中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有

3、学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定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，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等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、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。日公开口保密(一一年)作者签名：列j鏖厶签字日期：冽2：篁!f￡导师签名：盈z玺数签字日期：Ⅻ至：至：!!摘要摘要水环境监测一直是一项非常重大和有意义的工作，对水质进行实时监测对于保障人类的安全用水和环境保护都具有重要意义。针对传统水环境监测方法复杂，监测频率低，布

4、线和维护困难，成本费用高等问题，本文提出了一种新的基于ZigBee协议的水环境监测无线传感器网络的组网方案，同时结合GSM网和GPRS远程数据传输技术，实现水环境参数的远程实时监控。本文在认真分析了国内外水环境监测系统的研究现状和水环境监测方法的基础上，并通过对监测系统中各种无线通信方式的比较，选择了具有功耗低、成本少、复杂度小、网络容量大等优势的ZigBee协议，设计了一种无线传感器网络组网方案应用于水环境监测系统中。本文全面深入的探讨和研究了基于IEEE802。15。4底层标准的ZigBee协议，完成了应用于水环境监测的组网工作。论文以CC2530无线模块建立ZigBee

5、网络硬件平台，设计了应用于水环境监测的三种节点的硬件电路及传感器信号调理电路，以IAREmbeddedWorkbenchIDE(评估版)为开发环境用C语言实现组网算法；改进了组网方案，全面研究、设计并简化了协调器建网流程、路由器和终端节点入网流程、路由器转发数据流程和终端节点数据传输流程；对网络地址分配过程和寻址方式进行简化处理；测试组建好的网络的性能，如协调器建立网络和节点入网测试，网络拓扑功能测试、RSSI信号强度测试、数据传输测试以及功耗测试，验证了ZigBee组网技术的优势；进行DSl8820水温传感器网络实验测试，创新的结合远程数据传输技术，设计和验证了基于GSM的

6、短信数据传输和基于GPRS的TCP／IP协议的数据传输，实现了水环境监测数据的实时传输与监控。本文将ZigBee技术和无线传感器网络应用于水环境监测领域，并结合GSM和GPRS数据传输技术实现近程和远程的数据传输，可以实现一定区域的水环境参数监测和远程数据的实时监控，对于应用在许多监控系统都具有重要的意义。本文的研究得到国家重点基础研究发展计JZJ](973计划)项目资助，项目编号为2009CB320300。关键词：水环境监测ZigBee协议无线传感器网络组网技术GSMGPRSIAbstract～_-__—_-●___●--——__—●____-_--__—^-______-

7、--—--●—_-________-—___--_—-●_-—_____-________-----●-____——-_________-_____-___●____-__●-_____—一ABSTRACTWaterenvironmentmonitoringhasbeenaverysignificantandmeaningfulwork．Real-timemonitoringofwaterqualityisalsoofgreatimportanceforwatersupplysecurityofhuma