水质监测无线传感器网络的硬件设计.pdf

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1、2015年第34卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)81DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)04-0081-04水质监测无线传感器网络的硬件设计闰宏浩，陈天华(北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048)摘要：针对传统水质监测系统不能对水质参数进行实时在线监测，难以准确检测水质参数的动态变化、水质参数检测误差大等问题，提出了水质监测无线传感器网络(WSNs)的硬件设计方案。系统主要通过核心单片机CC2530实现传感器节点设计，采用太阳能电池板进行供电，同时设计了采集温度

2、、pH值的硬件电路，并对硬件电路进行了稳定性试验。在IRA开发环境下，进行传感器节点和协调器的编程，使之能够进行通信。实验结果表明：系统温度、pH值的平均相对误差分别为3．06％，1．64％，提高了监测精度。关键词：无线传感器网络；水质监测；传感器节点；硬件平台中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)04-0081-04Hardwaredesign0fWSNsforwater0●·●·●qualitymomtoring一一一YANHong—hao，CHENTian—hua(SchoolofComputerandInformati

3、onEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUniversity，Beijing100048，China)Abstract：Aimingatproblemthattraditionalwaterqualitymonitoringsystemscannotreal-timeonlinemonitoringwaterqualityparameters，itisdifficulttoaccuratelydetectdynamicchangesinwaterqualityparameters，andwaterqualityparam

4、etersdetectingerrorsislarge，proposeaWSNs—basedhardwavedesignschemeforwaterqualitymonitoring．ThissystemmainlythroughcoreMCUCC2530realizedesignofsensornode，andusingsolarpanelsforpowersupply，atthesametimedesignhardwarecircuittocollecttemperature，pHvalue，andstabilitytestiscarriedoutOilhar

5、dwarecircuit．Atthesametime，inIRAdevelopmentenvironment，programmingofsensornodeandcoordinatorisca~iedouttocommunicate．ExperimentalresuhshowsthataveragerelativeerroroftemperatureandpHvalueis3．06％，1．64％respectively，andimprovemonitoringprecision．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；water

6、qualitymonitoring；sensornode；hardwareplatform0引言1系统的总体结构水质监测技术随着社会的发展而与时俱进，水质监测水质监测的总体结构应该包括两个部分，一部分是布技术主要是通过知识的累积，不断地探索、挖掘出最符合经置在水中的ZigBee网络，另一部分是负责通信和监控的上济效益、社会需求、性能优化的一种技术。传统的水质监测位机部分，总体架构如图1所示。技术始终局限于不能实时、大范围、复杂水域的监测，同时J光线传感器网是竹点CiPRSrId‘em“q络潼—在水质监测过程中，出现操作复杂，耗时长、劳动强度力大⋯、⋯一、水瓶艋删中

7、心例溉舯燃、等现象，由此可见，传统的水质监测存在着一定的缺陷和不∥／

8、、足。为了满足人们的要求和不同产业部门的需要，考虑黑串／l：到无线传感器网络(WSNs)系统的优势与特点，本文提出：(=了基于WSNs水质监测系统的方案。本系统的构建实现了／⋯大范围水域能够灵活部署、采用多个节点进行布置，同时也图1系统总体架构图可以对复杂水域进行检测，并能够在线地传送和收集信号，Fig1Overallarchitecturediagramofsystem这样更符合社会的实际需要。传感器节点采用自组织方式部署在水质监测的实际收稿日期：2014-07-22基金项目：北京市教委科研创

9、新平台项目