基于物联网的河流水质监控系统设计

发布时间：2017-04-02 18:18

  本文关键词：基于物联网的河流水质监控系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水是生命的源头,但是随着我国人口数量的增加和工业化进程的不断加速,环境污染问题日趋严重,特别是水域的严重污染,直接影响了人们的身体健康。所以清洁的水源已经成为目前人民生活生产及科技发展过程中必不可少的一部分。虽然我国在水环境监测等方面发展起步较晚,相比于国外还有较大的差距。但是河流水质的日趋恶化已经引起了社会各界的广泛关注。一些水质参数如水温、溶解氧、PH值等参数基本靠人工采集获取,无法做到实时准确地监控,可见,及时、准确的掌握水质参数对于监测水位和预报水情等都非常的重要。本文提出了一种运用物联网技术的河流水质监控系统,该系统能实时监测水质变化情况,并上传到数据库,直接进入网络中,减轻了人工采集的负担,减少了人为干预的情况,有效地克服了有线传感器网络的局限性,并大大地降低了整个网络的功耗,明显提高了效率。本文在无线传感器网络技术和嵌入式相关技术的基础上,设计了一个基于嵌入式的河流水质监控系统。该系统集监测、显示、报警、通信等多种功能于一体,包括传感器终端节点、现场显示节点和上位机软件三部分。水面上的传感器终端节点负责将采集到的水含氧量,pH值,水温,等信息通过无线传感器系统发送出去,而岸上的现场显示节点通过无线网关进行接收数据,不仅能通过LCD显示屏显示,还可以分别将数据录入SD卡或通过GPRS网络传送到上位机以方便记录。上位机监控部分可以完成串口调试和远程监控的功能。本文重点介绍了该系统的硬件设计及软件设计与实现,研究并设计了ZigBee网络各节点的硬件电路,充分体现了低成本、低功耗的设计方案。和传统的方法相比,本系统能够方便、实时的查看水域的各项参数,同时提供了历史数据查询的功能,为环境监测的升级改造做出了有益尝试。
【关键词】：水质监测 无线传感器网络 单片机 zig Bee技术 在线监测
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X84;TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外水质监测的现状11-12
• 1.3 本文主要内容及组织结构12-14
• 第二章 无线传感器网络模型14-22
• 2.1 无线传感器网络14-16
• 2.1.1 无线传感器网络通信体系结构14-15
• 2.1.2 无线传感器网络拓扑结构15-16
• 2.1.3 无线传感器网络的节点设计16
• 2.2 几种无线通信方式的比较16-18
• 2.3 Zigbee协议架构18-22
• 第三章 水质监测系统的硬件设计与实现22-34
• 3.1 水质监测系统的整体设计方案22-24
• 3.2 节点整体设计方案24-25
• 3.3 微处理器外围电路设计25-27
• 3.3.1 微控制器的选择25-26
• 3.3.2 最小系统的设计26-27
• 3.4 无线模块电路设计27-29
• 3.4.1 无线芯片选择27-28
• 3.4.2 CC2530通信模块电路设计28-29
• 3.5 传感器节点设计29-34
• 3.5.1 含氧量采集模块设计29-30
• 3.5.2 PH采集模块设计30-32
• 3.5.3 温度采集模块设计32-34
• 第四章 水质监测系统的软件设计与实现34-42
• 4.1 软件开发环境34-35
• 4.2 传感器采集程序设计35-36
• 4.3 主控系统软件设计36-37
• 4.4 无线模块软件设计37-39
• 4.4.1 路由协议设计37-38
• 4.4.2 终端节点软件设计38-39
• 4.5 上位机监控软件的设计39-42
• 4.5.1 主程序设计39-41
• 4.5.2 采集程序设计41-42
• 第五章 实验与结论分析42-46
• 5.1 低功耗的设计及实现42-43
• 5.1.1 试验装置框图42-43
• 5.1.2 通信协议43
• 5.2 网络性能测试43-46
• 5.2.1 入网测试43-44
• 5.2.2 传感器采集测试44-46
• 第六章 总结与展望46-48
• 6.1 论文总结46
• 6.2 课题展望46-48
• 参考文献48-52
• 致谢52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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5 李文;;基于ZigBee和GPRS的远程监控系统设计[J];低压电器;2009年12期

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  本文关键词：基于物联网的河流水质监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：282960