面向鱼塘浊度检测的WSN节点关键技术研究

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1、分类号UDCTN911．7621．39密号江薛大擎硕士学位论文10299S1107047面向鱼塘浊度检测的WSN节点关键技术研究ResearchontheKeyTechnologyofWSNNodesforTurbidityDetectioninFishPondsDetectl申请学位级别亟±学科专业值呈鱼值皇处理论文提交日期2Q!垒生§旦论文答辩日期2Q!垒生鱼旦学位授予单位和日期江菱太堂2Q!垒生鱼旦墨旦答辩委员会主席评阅人学位论文版权使用授权书幽JllllrlfllllfIMIJJJll7llf3lll8llllJ6llllll本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位

2、论文的规定，同意学校保留并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。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入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和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在年解密后适用本授权书。不保密■。学位论文作者签名：’南造如叶年‘月I6日指导教师签名：弓榔。二，牛年厂月／．／日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已

3、在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：下条迢日期：为t、f年6月1G日江苏大学硕士学位论文摘要近年来我国水产养殖业发展迅速，据农业部数据信息显示，我国水产养殖产量占世界总产量的70％。对水产养殖业而言，鱼塘水是鱼类赖以生存的外部环境，水质量的优劣决定着水产产量的高低，而水质浊度是水质量的重要指标之一，所以建立一套鱼塘水质浊度自动监测系统对水产养殖起到至关重要的作用。在水产养殖方面，无线传感器网络呈现出卓越的技术优势，论文以无线传感器网络为技术支持构建鱼塘水质浊度自动监测系统，克服了传统有线信息传输方式带来的不足。论文在分析了几种浊度检

4、测技术的基础上，寻求了一种基于低功耗、低成本的浊度检测WSN节点设计方案，浊度检测电路将检测到的浊度信号放大后传给微处理器，微处理器对浊度数据进行运算、存储、融合、并判断是否进行无线传输，以实现低能耗的WSN管理策略。论文解决了两个关键问题，一个是节点无线收发电路的匹配问题，通常人们在进行节点设计时，采用现成的无线模块来规避这个问题；另一个是节点能量受限的问题。围绕这两个关键问题，论文主要做了以下四方面工作：(1)对比分析了5种浊度测量方法，寻求了一种适用于WSN节点的低功耗、低成本的浊度检测方案；(2)根据BALUN电路与阻抗匹配电路原理，运用ADS软件为节点的射频芯片与天线

5、之间设计匹配电路并进行S参数仿真；(3)在深入分析节点能耗特性基础上，概述WSN节能机制，应用了一种针对鱼塘浊度检测WSN节点的动态能耗管理策略，同时采用PLBD算法构建全局网络拓扑，确保网络连通性前提下降低传感器节点的发射功率；(4)实验测试节点内部各部分功耗、RSSI值与天线高度的关系、不同发射功率下发射距离与接收信号强度RSSI的关系，并与市场上购买的同等类型无线数传模块进行对比。实验结果表明，同一发射功率下，比市场上购买的无线数传模块传播距离更远；能量管理策略大大延长了电池供电节点的使用寿命；节点能够实时采集浊度信息，且远程通讯可靠。关键词：浊度测量，巴伦电路，WSN，

6、拓扑控制，低功耗面向鱼塘浊度检测的WSN节点关键技术研究II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears，aquaculturehasmaderapiddevelopmentin0111"country．Accordingtothedepartmentofagriculture，theaquacultureproductioninChinaaccountedfor70％oftheworld’Stotalproduction．Foraquaculture，thewanterqualityoffishpondistheexternalenvironmentinwh

7、ichfishlive．Thequalityofwaterdecidestheproduction，andtheturbidityisoneoftheimportantindicatorsofwaterquality．Itisveryimportanttoestablishahighreliabilitywaterturbidityautomaticmonitoringsystemoffishponds，whichplaysacrucialroleonaquaculture．Inaquacu