基于无线传感器网络的水质监测系统的研究与设计-计算机技术专业论文.docx

万方数据 万方数据 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 南昌大学 或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论 文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据 库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名（手写）： 导师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 I 摘要 摘要 摘 要 水体水质的安全关系到人民群众的日常生活和各行各业的生产工作。而随 着我国经济建设的发展，生产活动造成了大面积的水体污染，生活污水等也成 为了重要的城市污染源，使我国的生态环境、人们的生存环境遭受了巨大的威 胁。因而水体水质的实时监测对水资源保护及防止水污染至关重要。 ZigBee 技术是实现无线传感器网络的一种新兴短距离无线通信技术，具有 传输范围小、数据传输速率低、而功耗小，成本低，时延短，网络容量大等特 点。 本课题通过对无线传感器网络技术及 ZigBee 协议进行研究，设计了远程实 时水质监测系统。本课题研发、集成、部署、测试了整套基于 ZigBee 协议无线 传感器网络技术的远程实时水质监测系统（含野外监测设备、监测预警软件平 台），实现了对水体水质的有效实时监测、监测数据的无线传输、软件平台对数 据的存储展示及对监测设备的远程控制。系统前端的监测设备对水体水质进行 实时有效监测；多个监测设备节点基于 ZigBee 协议组成无线传感器网络；主节 点通过 GPRS 与监控管理中心进行远距离无线传输；监测设备配备太阳能供电单 元并进行功耗控制，实现了设备在不具备常规电源的野外环境下正常运作；后 端作为监控管理中心的水质监测预警软件平台通过 GPRS 接收前端监测设备传来 的数据，对数据进行存储和管理，并以多种形式展现数据，且具备水质状况预 警、远程控制等功能。 本课题选择了南昌市青山湖作为水质监测系统的试验场，研究、制定并实 施了完善有效的水质监测方案及设备的安装部署方案和安防措施。研究制定了 科学合理的测试方案，对整个水质监测系统进行了一段时间的运行、测试，并 改进、完善。整个软、硬件系统通过了实地相关功能测试和检验，能够在恶劣 的环境下稳定工作，实时采集水质监测数据并通过无线网络向监控管理中心传 输，达到了课题研究的各项目标。还研究制定了水质监测系统的维护方案保证 系统未来正常运作的日常维护及后期改进、升级。 本课题研究、设计的远程实时水质监测系统把无线传感器网络技术应用于 II 江西省鄱阳湖湖区水体水质的实时监测，为保护鄱阳湖“一湖清水”提供实时 有效的监测数据，具有十分重要的意义。 关键词：远程实时水质监测；ZigBee；无线传感器网络；太阳能供电；水质状 况预警 III Abst Abstract ABSTRACT Water quality safety relates to peoples daily life and production activity in every industry. But with the development of economy in China, the production activities have caused water pollution in large areas; sewage also becomes an important source of pollution from the city, so that the ecological environment and living environment of people in China are suffering a great threat. So the real-time monitoring for water quality is very important to water resource protecti