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1、基于无线传感器网络的水质在线监测系统研究2011年第30卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)149基于无线传感器网络的水质在线监测系统研究梁焕焕,熊庆宇,石为人(重庆大学自动化学院.重庆4Ooo44)摘要:为了解决传统水质监测系统实时性差,网络布局困难,维护成本高等问题,设计一种基于无线传感器网络的水质在线监测系统.该监测系统可以在线大范围监测水质状况,并将采集数据通过GPRS网络传输给远程数据管理中心.给出了系统总体设计方案,详述了系统软,硬件和数据包结构设计.实验结果表明:
2、该系统可以在恶劣环境下稳定工作,实现水质参数的实时数据采集,处理和传输,系统体积小,成本低,适用于远程水污染连续监测.关键词:无线传感器网络;水质监测;在线监测中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)05--0149-04Researchoftheon—linewaterqualitymonitoringsystembasedonwirelesssensornetworksLIANGHuan—huan,XIONGQing—yu,SHIWei-ren(SchoolofAutomation,Chongqin
3、gUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:Tosolvetheproblemofbadreal—timecharacter,difficulttosetupthenetworkandhighmaintenancecostexistinginthetraditionalwaterqualitymonitoringsystem,anewmethodbasedonwirelesssensornetworkforwaterqualitymonitoringisproposed.Themonitoring
4、systemcanmonitorlargeareasofwateron—lineandtransmitthecollectingdatatotheremotedatamanagementcenterthroughGPRS.Theoveralldesignofthesystemframeworkisgiven.Thehardware,softwareanddatapacketsstructureisdetailedintroduced.Theexperimentalresultsshowthattheproposedsystemcanope
5、ratestablyandcompletethedatacollecting,processingandtransmissioninharshenvironment.Thesystemissuitableforremotemonitoringofwaterpollutionbecauseofitssmallsizeandlowcost.Keywords:wirelesssensornetworks(WSNs);waterqualitymonitoring;on—linemonitoring0引言水是人类赖以生存的生命之源,然而我国正面临水
6、资源短缺和水环境不断恶化的问题,并且已经进入了水环境污染事故高发期.因此,实现对水质的实时监测,及时掌握水质现状及其发展趋势尤为重要.目前,我国已经存在的水质监测方法仍然存在很多问题.经验检测法容易出现人为错误,已不能满足需求;化学检测法实时性差,过程复杂,还有可能带来二次污染.随着通信技术,传感器技术和计算机技术的发展,国内外水质监测系统已经发展到现今的在线监测系统J.在线监测系统可以及时传输采集到的数据,运行稳定,可靠,但数据传输多采用有线网络,布线困难,网络维护成本高,针对这些问题,本文提出将无线传感器网络(wirelesssens
7、ornetworks,WSNs)应用到水质在线监测中.无线传感器网络是由大量无线传感器以自组织方式构成的网络,它具有传感器节点密度高,网络拓扑变化频繁,以及节点功率,计算能力和数据存储能力有限等特点.它的这些特点使得无线传感器网络在水质在线监测中有其特有的优势,不需要线缆,基站等基础设施,组网更加方便,可以实现大范围水域监测,节省了大量资源.1系统设计方案1.1网络拓扑结构无线传感器网络通常包括传感器节点,汇聚节点(Sink)和管理节点.大量传感器节点随机密布于整个被观测区域中,通过自组织的方式构成网络.传感器节点将采集数据以多跳中继的方
8、式传送给汇聚节点,然后经移动通收稿日期:2010-08-31}基金项目:教育部博士点基金资助项目(20060611010);国家水体污染控制与治理科技重大专项计划资助(2009ZX07528-
