基于FPGA和無線傳感器網絡的水質監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、水在人類的生產和生活中起著重要的作用,但隨著科技的發(fā)展,工業(yè)化、城市化的加快,人類將面臨水資源短缺、污染嚴重的挑戰(zhàn)。水質監(jiān)測作為保護和管理水資源的重要手段顯得越來越重要。目前國內的水質監(jiān)測系統(tǒng)是在水源地建立子站,傳感器采集到的數據通過有線的方式傳送給監(jiān)控站,然而這種方式不僅需要很高的成本,而且施工和維護都極不方便。隨著無線傳感器網絡(WSN)技術的快速發(fā)展,人們對于水質監(jiān)測的要求也變得越來越高。傳統(tǒng)的節(jié)點雖然可以完成數據的采集、處理和收

2、發(fā)等任務,但卻有著數據處理能力差、效率低、靈活性差等缺點,FPGA的出現打破了這一僵局,其強大的并行數據處理能力、龐大的內部資源和豐富的管腳可以進一步改善節(jié)點的功能,充分展示兩者的優(yōu)勢。
　　本課題對傳統(tǒng)水質監(jiān)測系統(tǒng)進行改進,將其改進成一種基于FPGA和無線傳感器網絡的水質監(jiān)測系統(tǒng),來實現對水質參數的實時監(jiān)測,不僅解決了其布線和組網困難等問題,還利用FPGA可定制的特點,設計出低功耗、低成本和微型化的傳感器節(jié)點,進一步降低成本。<

3、br>　　本監(jiān)測系統(tǒng)設計的重點為傳感器節(jié)點,選取溫度、pH值和電導率三個水質參數作為監(jiān)測對象,將FPGA和無線傳感器網絡技術相結合,以EP2C5Q208C8芯片為核心,選用能很好移植ZigBee協(xié)議的CC1100無線射頻芯片作為射頻模塊,利用SOPC技術構建片上系統(tǒng),定制了一些控制模塊IP核,并為各模塊編寫驅動程序,使節(jié)點具備數據采集和收發(fā)功能。組建簡單的無線傳感器網絡,利用VB設計了一個集數據接收、顯示、存儲等功能于一體的上位機顯示界