基于ZigBee的水環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、水環(huán)境監(jiān)測一直是一項非常重大和有意義的工作，對水質(zhì)進(jìn)行實時監(jiān)測對于保障人類的安全用水和環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。針對傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測方法復(fù)雜，監(jiān)測頻率低，布線和維護(hù)困難，成本費用高等問題，本文提出了一種新的基于ZigBee協(xié)議的水環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案，同時結(jié)合GSM網(wǎng)和GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)水環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。
　　 本文在認(rèn)真分析了國內(nèi)外水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和水環(huán)境監(jiān)測方法的基礎(chǔ)上，并通過對監(jiān)測系統(tǒng)中

2、各種無線通信方式的比較，選擇了具有功耗低、成本少、復(fù)雜度小、網(wǎng)絡(luò)容量大等優(yōu)勢的ZigBee協(xié)議，設(shè)計了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中。本文全面深入的探討和研究了基于IEEE802.15.4底層標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議，完成了應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測的組網(wǎng)工作。論文以CC2530無線模塊建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)硬件平臺，設(shè)計了應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測的三種節(jié)點的硬件電路及傳感器信號調(diào)理電路，以IAREmbeddedWorkbenchIDE（評

3、估版）為開發(fā)環(huán)境用C語言實現(xiàn)組網(wǎng)算法；改進(jìn)了組網(wǎng)方案，全面研究、設(shè)計并簡化了協(xié)調(diào)器建網(wǎng)流程、路由器和終端節(jié)點入網(wǎng)流程、路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流程和終端節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸流程；對網(wǎng)絡(luò)地址分配過程和尋址方式進(jìn)行簡化處理；測試組建好的網(wǎng)絡(luò)的性能，如協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點入網(wǎng)測試，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ軠y試、RSSI信號強度測試、數(shù)據(jù)傳輸測試以及功耗測試，驗證了ZigBee組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢；進(jìn)行DS18B20水溫傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗測試，創(chuàng)新的結(jié)合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，設(shè)計和驗證了

4、基于GSM的短信數(shù)據(jù)傳輸和基于GPRS的TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)了水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸與監(jiān)控。
　　 本文將ZigBee技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，并結(jié)合GSM和GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實現(xiàn)近程和遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸，可以實現(xiàn)一定區(qū)域的水環(huán)境參數(shù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，對于應(yīng)用在許多監(jiān)控系統(tǒng)都具有重要的意義。
　　 本文的研究得到國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目資助，項目編號為2009CB32