wsn在农残检测系统中的应用

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1、460化工自动化及仪表第38卷WSN在农残检测系统中的应用张宇林(淮阴工学院电子与电气工程学院，江苏淮安223003)摘要在农药残毒检测系统的基础上，设计了农残检测信息无线传输硬件电路，主要包括WSN传感器和汇聚两种节点，将WSN传感器采集的数据计算后，通过无线网络上传多个测量系统测量的数据至服务器进行集中分析处理，实现对某一地区所有农副产品的安全监测。关键词农药残留酶抑制法WSN中图分类号TP274;S481．8文献标识码B文章编号1000-3932(2011)04-0460-03目前，农产品使用的化学农药以有机磷、氨基酸农药残毒检测系统的总体架构如图

2、1所脂类为主，这两类农药对人体都有较高的毒性，酶抑示。①［1～3］制法是常用的一种检测农药残留的方法，是以有机磷农药的毒理特性建立的一种快速检验方法，具有操作简单、速度快，适合现场检测等特点。根据［4～7］酶抑制法技术原理设计的检测装置比较多，但这些研究大都集中于系统硬件装置的设计。如何将图1系统的总体框图采集的农残数据传输到上位机，并进行科学处理正2无线传感系统的设计是笔者研究设计的目的，采用无线传感器网络，设计2．1模型设计传感节点及汇聚节点进行数据的采集和传输，利用传感节点随机分布于市场环境中，对市场中虚拟仪器软件LabVIEW作为开发平台，设计了

3、一套的某种农产品的信息进行检测处理。汇聚节点利新的农残检测系统。用多跳通信方式收集各个农残检测点的数据;汇1总体设计聚节点一方面将收集的数据进行上传，另一方面农药残毒检测系统主要由光源、比色池、光敏要协调调度系统中各个节点工作，同时还要充当传感器及数据采集器等组成，具体构成分述如下:该无线局域网的网关，最终将WSN联入以太网。a．单色光源。采用410nm蓝紫色的高亮度同时，远程用户通过服务器连接到中心节点并对LED作为光源。目标节点进行访问。系统根据需求分成互相独立b．待测液。待测样品与试剂在样品池中进的子网，各子网互不干扰，独立完成目标方案，各［8～1

4、0］行水解显色反应，反应后的液体颜色深度与样品个子网通过中心节点进行互访。无线传感的农药残留相关。器网络系统的结构如图2所示。c．传感器。本设计选用TSL2561作为光频2．2传感节点的设计转换器件，其特点是感光性能稳定、反应迅速、对传感节点硬件电路设计的主要工作有两部强光无记忆效应、对弱光也很灵敏，是比较理想的分:传感器节点的设计以及中心节点即汇聚节点光频转换器。的设计。传感部分是系统的重要组成部分，功能d．单片机。采用单片机控制，完成信号的采较单一，主要负责采集信息，接收用户任务，信息集、处理、反馈及结果输出的软、硬件设计(结果处理并传至中心节点——

5、—传感节点通过无线网络采用液晶显示并可将检测数据通过微型打印机打以多跳方式将采集到的数据传送至中心节点。传印出来，同时通过通信系统实现与微型计算机的感部分主要由存储、处理、无线传输、传感、电源等通信，实现数据共享)。模块以及其它外围电路组成。汇聚节点部分功能e．无线收发模块。采用nRF905无线收发器，实现上位机与下位机之间的数据通信。①收稿日期:2010-12-08第4期张宇林．WSN在农残检测系统中的应用461复杂，需要连接无线网络和以太网，实现网关功比，对于处理能力和外部接口的要求更高。汇聚能，同时要进行复杂的数学运算，与传感节点相节点的整体结构如

6、图3所示。图2无线传感器网络系统结构能相同。为了连接远程服务器，单元还设有以太网控制模块，以以太网网管功能的形式存在于整个系统中。汇聚节点即中心节点量比较少，且地理位置很少移动，以公用市电为其供电。3软件系统设计3．1软件平台及功能模块划分软件模块设计是系统设计的核心。笔者仅给图3节点整体架构出上位机虚拟农残检测系统的软件设计，采用LabVIEW图形化编程语言实现。图3中传感模块和微处理器通过扩展接口相软件系统的功能模块主要包括5部分:数据连，传感器模块可以根据不同需要进行扩展，方便管理、数据采集、数据分析、报表打印和系统帮助各类型数据的采集。处理模块以

7、总线方式连接存模块。储、传感和无线收发等各模块，传感节点使用锂离数据管理模块采用LabVIEW数据库访问包子电池供电，具有使用方便、体积小等优点。LabSQL，通过在LabVIEW中调用子VI的方式实汇聚节点是整个系统的中心节点，负责智能现对数据库的访问，主要完成诸如被检单位、被检调度以及网络数据和控制命令信息的传输以及整人和被检物品等基本信息的录入、查询和删除等个系统的控制，并将无线网络与以太网互联，实现操作。数据传输与控制调度。它以用户与节点之间友好数据采集模块利用LabVIEW强大的虚拟仪接口的形式出现在系统中，其结构如图4所示。器软件架构VISA

8、完成上位机与检测系统硬件装置之间的通信，对各光敏传感器信号进行采集并实时显示和存