基于WSN的水资源实时监测数据采集系统的研究

发布时间：2024-01-31 04:08

　　中国在世界的水资源总量排名是第六位,如果按人均水资源占有量来计算的话,人均的占有量仅为2600立方米,在全球范围来比较的是全球的人均水量的四分之一,排名是第120位,由此可看出中国是一个水资源短缺的国家。当前,在我国的670座大中小城市中,年缺水量达65亿多立方米,将近450座大中小城市面临用水量短缺的问题。面对目前我国越来越严峻的水资源短缺问题,合理的利用和开发水资源,维护生态环境的良好发展,协调自然与人的和谐,提高水资源使用率,水资源实时监测技术是水资源监管和保护的重要技术手段。过去的监测方式早已难满足现状的水资源监测和智能化的信息需求。建立不受时间制约、地理环境和气候条件的智能化水资源实时监测系统刻不容缓。 本文对水资源实时监测数据采集系统的国内外发展现状、发展趋势以及水资源水质多参数监测特点的研究分析,设计了一种应用于基于WSN水资源水质多参数监测的方法,不仅阐述了水资源实时监测系统设计的目标和功能,还提出了水资源实时监测系统软硬件的设计需求与设计原则。在设计过程中,以在无线传感器网络中广泛使用的ZigBee技术建立组织数据监测子网,监测子网中的节点采用STC12C5A60S2...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
        1.1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内的研究现状
        1.2.3 水资源监测技术的发展趋势
    1.3 本文的创新点
    1.4 本文完成的主要工作和组织结构
第2章 无线传感器网络中的ZigBee和GPRS无线通信技术
    2.1 无线传感器网络的特点
    2.2 Zigbee技术
        2.2.1 ZigBee的技术特征
        2.2.2 ZigBee体系结构介绍
        2.2.3 ZigBee网络拓扑结构
    2.3 GPRS无线通信技术
        2.3.1 基于GPRS无线数据业务的特点
        2.3.2 AT指令
    2.4 本章小结
第3章 系统的总体构思
    3.1 系统设计原则
    3.2 水资源水质参数采集监测系统的特点
    3.3 系统整体方案
    3.4 水参数实时采集监控系统网络拓扑结构
        3.4.1 布局结构
        3.4.2 传感器网络结构
        3.4.3 传感器节点设计
        3.4.4 主节点设计
    3.5 本章小结
第4章 系统的具体硬件电路设计
    4.1 基于STC12C5A60S2主控制器模块的硬件电路设计
        4.1.1 复位电路设计
        4.1.2 时钟电路设计
    4.2 无线通信模块设计
        4.2.1 无线通信模块芯片HSD-1M
        4.2.2 HSD-1M与STC12C5A60S2接口电路设计
    4.3 GPRS数据传输模块
        4.3.1 DTU模块
        4.3.2 DTU与STC12C5A60S2接口电路设计
    4.4 能量供应模块
    4.5 本章小结
第5章 系统的软件设计
    5.1 系统软件开发平台
    5.2 主节点软件设计
    5.3 路由传感器节点软件设计
    5.4 子节点软件设计
    5.5 本章小结
第6章 系统测试
    6.1 PCB制作、焊接与硬件调试
    6.2 代码调试
    6.3 综合测试
    6.4 测试结果及分析
        6.4.1 点对点有效传输距离测试
        6.4.2 基于有效传输距离的最小发射功率测试
    6.5 本章小结
第7章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录A 主节点核心代码
附录B 主节点PCB板
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3890941