基于zigbee的水文遥测系统

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1、＼皇拿未交硕士学位论文基于ZigBee的水文遥测系统ZigBee--BasedHydrologicalTelemeteringSystem作者：于宵云导师：侯建军北京交通大学2010年12月Lf，知孓气：多j、幺学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：j露武签字日期：为lo年k月为日导师签名

2、：签字日期：闷-年卜月为日^七◆、，卜f’t：／／V卜、一．眦：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于ZigBee的水文遥测系统ZigBee-BasedHydrologicalTelemeteringSystem作者姓名：于宵云导师姓名：侯建军学位类别：工学学号：08120021职称：教授学位级别：硕士学科专业：电路与系统研究方向：电子设计自动化北京交通大学2010年12月’、砷＼’V。厂母‘。，白一皇一一'’t铃b-鲁致谢本论文的工作是在我的导师侯建军教授的悉心指导下完成的，侯建军教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来侯建军老

3、师对我的关心和指导。侯建军教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向侯建军老师表示衷心的谢意。侯建军教授，杜秀川老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，彭开来、李腾等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。一，＼田-■^-bl／■’一一蚺每中文摘要摘要：各种数据的采集与传输是水利信息化的基础，是正确分析和判断防汛抗旱形势、科学地制定防汛抗旱调度方案的依据。根据珠江水利委员会的需求，结合水文遥

4、测特点和珠江流域环境因素，本文提出一种基于ZigBee技术的低成本、低能耗、易操作的无线传感器监测网络解决方案，详细论述了系统的整体结构和基本原理，并对RTU(远程终端单元)、水文仪器采集控制单元以及中心站上位机软件进行了开发。系统通信组网方案采用ZigBee与GPRS结合的组网模式，遥测节点各采集器通过ZigBee或RS．485与RTU组成局部通信网络，RTU通过GPRS网络与中心站PC机通信。系统采用自报式和应答式相结合的工作机制，该工作体制主要特点是结构简单、设备低耗省电、维修方便。为了满足水文遥测系统功耗低、传感器多、稳定性高等特点，RTU使用LP3500作为核心芯片，实现了包

5、括人机交互，存储，定时查询，GPRS通信等功能；水文仪器采集控制单元由于ZigBee组网的需要采用CC2430作为核心芯片，实现了包括控制、操作、读取水文仪器的数据以及将数据转换为标准MODBUS协议格式与RTU通讯。各遥测站均采用蓄电池组供电和太阳能浮充的供电方式。太阳能电池和蓄电池组的容量根据用电设备的电压等级、电压允许波动范围、功耗以及各站点年平均日照强度和连续阴雨天数几方面确定。嵌入式软件开发主要使用C语言编写，其中RTU模块由于核心芯片为Rabbit@微处理器，因此使用DynamicC开发环境和协作式多任务操作系统。采集器软件开发使用IAREmbeddedWorkbenchI

6、DE开发环境，嵌入基于精简协议栈的ZigBee组网机制，完成遥测节点组网功能。上位机软件开发使用Delphi开发环境，采用面向对象的编程语言ObjectPascal和基于部件的开发结构框架。主要功能包括：数据采集、入库、RTU配置、召测等。系统已通过郑州黄委会为期6个月的实验室测试，目前系统已经在珠江水文站全部安装，并处于试运行阶段。关键词：水文遥测；ZigBee；无线传感器网络；MODBUS协议分类号：TP331’bfP■、一一H霉卜ABSTRACTCollectionandtransmissionofdatainform撕onlikewaterlevel，rainfallandfl

7、owisafundamentalprobleminwaterconservancyinformatization．Itpr0Ⅵd部thebasistocorrectlyanalyzeandjudgethesituationoffloodcontrolanddroughtreliefandtoconsequentlydrawupdispatchingschemes．AccordingtotheneedsofthePearlRiverWaterRe