一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现.pdf

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1、lO0传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第1期一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现吕云峰，马仁智，金宁(中国计量学院信息工程学院，浙江杭州310018)摘要：提出了一种基于无线传感器网络的水质监测传感节点设计方案，该节点由传感器模块、主处理器模块与无线通信模块和能量供应模块组成，其中传感器模块采用独立的模块结构，与主处理器之间由RS一485总线相连，主处理器与无线通信模块是以符合IEEE802．15．4协议的CC2430

2、芯片为基础设计的。多个传感器节点采用ZigBee协议栈实现自组网，从而构建一个参数设置灵活、节点布置快速的水质自动监测系统。关键词：无线传感器网络节点；ZigBee协议；水质监测；模块化设计中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：1000-9787(2011)01-0100--04DesignandimplementationofwirelesssensornetworksnodeforwaterqualitymonitoringL0Yun—feng，MARen—zhi，JINNing(Sch

3、oolofInformationEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhon310018，China)Abstract：AdesignschemeofwaterqualitymonitoringsensornodebasedOHwirelesssensornetworksispresented．Thenodeconsistsofsensormodule，mainprocessormodule，wirelesscommunicationmoduleandpow

4、ersupplymodule．ThesensormodulewhichisconnectedtothemainprocessorbyRS--485bususesseparatesensormodulestructure．ThemainprocessorandthewirelesscommunicationmodulesaredesignedbasedonCC2430chipwhichiSconsistentwiththeIEEE802．15．4protoco1．Severalsensornodesm

5、akeupnetworksuseZigBeestackprotocalautomaticallytobuildupanautomaticwaterqualitymonitoringsystemwithflexiblesetupofparametersandrapiddeploymentofnodes．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)node；ZigBeeprotocol；waterqualitymonitoring；modulardesign0引言络水质监测

6、系统可以实现大范围水域分布式水质连续自动传统的水质监测方法主要有2种：一种是人工采样，采监测。用手持便携式监测仪或实验室分析；另一种是在特定区域1节点硬件设计建设水质自动监测站。前者采样频率低、劳动强度大、无法本文设计的无线传感器节点结构图如图1所示。该无实时监控、不能反映水体水质参数的连续动态变化。后者线传感器节点采用模块化的设计方法，整个节点的结构分能实现水质自动监测，但存在投资成本高、建设周期长、需为传感器模块、主处理器与无线通信模块、能量供应模块。铺设电缆和征地建站等局限性，其覆盖水域不可能

7、很广，无传感器节点采集到的数据由处理器模块进行存储和处理之法实施多点监测⋯。后，通过无线通信模块发送给汇聚节点(协调器)，再由汇无线传感器网络是一种新兴的网络技术，它由部署在聚节点直接传送给Pc机。节点的能量供应采用蓄电池供监测区域内的大量的传感器节点组成，节点之间通过无线电。通信方式形成一个多跳的自组织网络，协作地感知监测区1．1传感器模块设计域中的信息，并发送给观察者。基于无线传感器网络的水由于本设计是用于水质监测，所以在设计时选择温度、质监测系统具有对生态环境影响小、监测密度高、范围广、溶解氧

8、、pH值、电导率4个参数作为监测对象。传感器模系统组网灵活、成本低等优点J。本文设计了一种用于块以RS-485总线的方式连接在传感器节点上_5]，每个传水质监测的无线传感器节点，多个节点组成无线传感器网感器模块之间以地址来区分，地址可以是O一255中的任收稿Et期：2010-04—15}基金项目：浙江省科技厅科技计划资助项目(2008C23022)第l期吕云峰，等：一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现101图3(b)所示。接口33VJ485T485BT。CU。2