面向无线传感器网络的水环境监测体系分析

刘钊琳李咏悦

（1梧州市水环境监测中心 广西梧州 5430012贺州市桂源水利电业有限公司信都分公司 广西贺州 542813)

水资源与人类生活息息相关，人体血液中的水含量高达90%，是构成人体的基本要素之一，然而随着工业的发展，众多水资源被浪费被污染，这直接对人类的发展构成威胁。因此我国及世界其他国家已经开始对水资源加以重视、保护和开发。无线传感器涵盖了传感技术、现代网络和无线通信技术，是一种热门研究领域。利用它所构造的水环境监测原型系统设计方案，具有节约成本、快捷方便、针对强等特点，这对我们获取相关数据，管理水资源的设计和开发都具有重大意义。

1 水环境监测技术的研究现状与发展趋势

1.1 国内发展现状

我国目前现有的四种检测方法是采用便携式水质检测仪人工采样、实验室分析；采用由监控中心组成的水环境自动检测系统；采用遥感技术进行水资源监测；采用水生物监测水质技术等。以上四种方法都存在着不同程度上的缺点，无法对复杂多变的水环境进行大规模准确有效地实时在线监测。

1.2 发展趋势

由于现行的水环境监测方法手段都存在着不同程度的缺陷，无法满足大面积、较复杂的以及人类无法到达的水域，因此无法满足在线监测的需求，使得我们无法对水环境进行有效地环境质量检测。因此，需要重新发展一种技术来满足这一方面的需求。无线传感器网络技术的发展为此提供了技术支持。无线传感器具有以下几个方面的优点：

1.2.1 系统成本低，主要表现在设备和人工的费用大大降低；

1.2.2 监测部署快捷，无需进行铺设电缆和建立监测子站的施工，把对水体生态环境的影响降到了最低，对水环境影响较小；

1.2.3 多水质参数采集。监测精度高,采用不同传感器进行检测，大大提高了检测技术的精确度；

1.2.4 监测网络可靠性强，适应性强。

1.3 国外研究现状

许多国家包括美国、日本、英国等都在水污染自动监测系统上有了相当规模的应用，许多大学的研究人员在校内的湖泊内设置了水资源监测节点，利用无线传感网络监测节点对湖水的温度、pH值等进行数据采集，每隔一段时间传感器节点自动将数据进行传输发送。与此同时。世界上越来越多的国家和地区将无线传感技术、网络通信技术、数据库技术等应用于水资源监测，建立了包括水资源环境指标等项目在内的在线信息监测系统。

2 研究目的及重要性分析

目前通过定点取水样的方法对水资源进行检测，但是由于人力、物力等方面的限制，不能保证所测数据的准确性以及时性，难以对水资源进行全方位的检测与控制。同时由于前面所检测到的数据已经存档，不能大批量查询、搜索和统计。虽然部分建有电子文档，但也只能简单的停留在检索和统计层面上，不能为管理人员提供具有决策和分析帮助的数据功能。因此有必要加强对水资源参数监测和水环境治理等工作。同时加强对无线传感器水污染监测系统的研究，能够体现现代水环境检测手段的科学化。无线传感网络对水资源的监测可以实现连续的实时监测，可以为环保管理部门提供科学的数据，这有利于水资源的检测，有利于水污染的改善。无线传感技术的应用不仅在水资源监测中提供了数据支持，而且极大地改善了当前被污染的水质，相信在不久的将来，随着无线传感技术的进一步发展，世界上可利用水质会不断增加，进而改善当前现状。

3 无线传感器网络的基本原理和可行性分析

本文主要针对当前的水污染现状，提出了一种关于无线传感器网络水资源监测的新的解决方案。该方案应用了现代传感器技术、数据库技术、自动测量技术等新技术，在检测区域内安装了无线传感器监测节点，采集、分析和整理了相关数据，将所得到的数据定时发送到水污染控制中心，为后续工作提供理论依据和方法指导。通过对PH值数据的采集和处理，为数据中心提供了必要的数据，为我国水资源监测工作提供了必要的理论支持；把数据传输到监测中心，有利于加强对整个水资源过程的控制，实时监测，及时发现与解决问题；通过安装无线传感器节点，减少了人力资源的投入，在一定程度上降低了成本支出；在获取水质的过程中采用了高性能单片机，这有利于数据获取的准确性和严密性。

4 无线传感器网络对水资源监测

4.1 根据广西当前基本国情和发展现状，制定出当地开展水资源环境检测的长远规划和发展战略，并整理出阶段性计划；

4.2 建立并完善周边水资源管理系统；

4.3 发展公共环境水质查询系统；

4.4 完善水环境下的电子收费、监控、信息查询等服务。

5 结语

当前水环境污染监测已经迫在眉睫，针对特定的水资源建立有针对性的水资源监测节点是很有必要的，加强对当前水资源的控制，不仅有利于日常生活的改善，而且有利于我国经济进一步的快速发展。进一步完善无线传感网络技术，不仅要制定相应的计划，而且要极大地提供技术和资金的支持。相信在不久的将来，随着无线传感技术的进一步发展，我国的水资源利用率也会进一步提高，这更加有利于环境系统的改善。

[1]傅昊.面向钢轨监测的无线传感器网络网关设计[D].大连理工大学,2013.

[2]王诗博.基于无线传感器网络的水环境监测原型系统的设计[D].南京邮电大学,2013.

[3]谢启顺.水资源监测物联网平台的设计[D].哈尔滨工业大学,2014.