基于无线传感器技术的水环境监测系统设计与开发

张福州 刘璇 谷洋洋 宗继烨 李晨旭

摘要：水是生命之源，人类社会的发展离不开水资源的支持，但是在人类社会不断发展的过程中，由于工业化程度的不断加深，环境污染问题日渐严峻。尤其是水环境，受到了不同程度的破坏，既影响着人类社会的可持续发展，又威肋着人们的生命安全，因此有必要加强水资源保护，实现生态型社会发展模式的转变。本研究以无线传感器网络技术为突破口，以环境监测理论、无线传感网络理论和Zigbee技术理论为支撑，在了解水环境监测需求以及功能需求的基础上确定高性能性、软件化、抗干扰性、扩展性的设计原则，以满足数据采集和数据收集与分析两大功能需求。

1.引言

本文在阅读关于无线传感网络技术及环境监测组网在求环境监测工作中应用的文献时，发现了传统网络技术与组网在水环境检测工作中的应用缺陷，以及现有无线传感技术及组网协议的应用问题，并提出了以下解决方案。概括地说就是，在ZigBee技术的基础上进行水环境检测工作，需要对普通的路由协议及组网进行改进创新。在水环境工作的状态下，通信质量全面提升的基础是全新的、适合的、高效率的组网算法，同时这也是本篇论文的研究重点。

2.水环境监测系统设计与实现

这部分设计共由两大系统及七个环节组成。两大系统分别是数据采集系统和远程数据收集与分析系统，七个环节分别是水环境监测环节、信息汇聚环节、后台处理环节、互联网应用环节、环保信息查询环节、访问与查看环节、后台处理环节。具体如图1所示。

3.终端程序设计

传感器的最终目标是为了探测水环境中的温度、压强、水质等情况，因此传感器终端程序需要完成信息采集、数据输送以及环境监测、目标定位等功能，这边需要不同模块之间的有效衔接和配合，实现终端程序设计的科学化、合理化、协调化。基于此，最终的传感器终端程序设计如图2所示。

4.结论

本研究以无线传感器网络技术为突破口，以环境监测理论、无线传感网络理和Zigbee技术理论为支撑，在了解水环境监测需求以及功能需求的基础上确定高性能性、软件化、抗干扰性、扩展性的设计原则，以满足数据采集和数据收集与分析两大功能需求。

参考文献

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經费支持

2019年衢州学院大学生创新创业训练计划项目（Q19X011）