本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測與傳輸系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,水污染問題也越來越嚴(yán)重,近幾年發(fā)生的水污染事件使人們對水環(huán)境的保護(hù)問題越來越重視。水污染不僅影響了生態(tài)環(huán)境,也對人類的健康有嚴(yán)重的影響。所以合理利用水資源和防止水環(huán)境的污染顯得格外重要,這也對我國水質(zhì)監(jiān)測工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法由于操作復(fù)雜度高、成本高、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)很難大范圍地普及,因此需要一種新的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來輔助傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法來更好地實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的監(jiān)測。近年來隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,使得越來越多種類的傳感器能用于水質(zhì)監(jiān)測中,并且水質(zhì)參數(shù)信息的測量變得越來越簡單。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟,使得實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測成為可能。ZigBee技術(shù)以其短距離、低功耗等特點(diǎn)使其能廣泛地應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。本文結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的需要以及ZigBee無線通信技術(shù)的理論,提出了一種基于ZigBee技術(shù)的無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測,通過終端節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊對水環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯集給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),再通過3G-ZigBee網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳給3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而將數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程監(jiān)測管理中心。本文介紹了整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案并對它的工作流程、常規(guī)水質(zhì)參數(shù)的測量原理以及軟硬件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。硬件方面,本文選用TI公司的SOC解決方案的CC2530標(biāo)準(zhǔn)ZigBee芯片作為開發(fā)的主芯片,水質(zhì)檢測模塊則是選用了相應(yīng)的傳感器實(shí)現(xiàn)了對水質(zhì)參數(shù)信息的采集,并對關(guān)鍵的硬件設(shè)計(jì)給出了相應(yīng)的電路原理圖。軟件方面,本文著重對TI公司的Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行分析介紹,對該協(xié)議棧進(jìn)行了修改和移植,并給出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作流程圖以及部分源代碼,詳細(xì)介紹了ZigBee樹路由算法的原理并給出了一種改進(jìn)的樹路由算法方案。經(jīng)過對各個(gè)模塊和整體的測試,實(shí)現(xiàn)了ZigBee樹型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)間各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信以及對溫度、PH值、電導(dǎo)率等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的基本功能,滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。與傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法相比,本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測,能提高監(jiān)測效率。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 水質(zhì)監(jiān)測 CC2530
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X832;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• Contents10-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題背景與研究意義13-15
• 1.1.1 課題研究背景13-14
• 1.1.2 課題研究意義14-15
• 1.2 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)概述15-16
• 1.3 國內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 國外水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.3.2 國內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容和文章組織形式17-18
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.4.2 文章組織形式17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)19-33
• 2.1 短距離無線通信技術(shù)簡介與比較19-21
• 2.2 ZigBee技術(shù)概述21
• 2.3 ZigBee技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域21-23
• 2.3.1 ZigBee技術(shù)特點(diǎn)21-22
• 2.3.2 ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域22-23
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)23-25
• 2.4.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型23
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-25
• 2.5 ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)25-32
• 2.5.1 ZigBee協(xié)議錢結(jié)構(gòu)25-26
• 2.5.2 ZigBee協(xié)議錢分析26-29
• 2.5.3 ZigBee協(xié)議服務(wù)原語29-30
• 2.5.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建原理和過程30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基子ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案33-41
• 3.1 總體設(shè)計(jì)方案的選擇33
• 3.2 水質(zhì)盟測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程34-35
• 3.4 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件選型35-36
• 3.5 常規(guī)水質(zhì)參數(shù)測量原理36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)41-50
• 4.1 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)爺點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)41-46
• 4.1.1 射頻模塊42-44
• 4.1.2 USB轉(zhuǎn)串口通信模塊44
• 4.1.3 電源模塊44-45
• 4.1.4 其它外圍模塊45-46
• 4.2 水質(zhì)參數(shù)采集模塊設(shè)計(jì)46-49
• 4.2.1 溫度參數(shù)采集模塊設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.2 PH值參數(shù)采集模塊設(shè)計(jì)47
• 4.2.3 電導(dǎo)率參數(shù)采集模塊設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)50-67
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境50
• 5.2 ZigBee 協(xié)議 Z-Stack 協(xié)議找50-53
• 5.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)53-57
• 5.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)57-61
• 5.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)61-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 開發(fā)平臺的搭建與測試67-75
• 6.1 系統(tǒng)軟硬件平臺的搭建67-72
• 6.1.1 ZigBee 模塊67
• 6.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境67-68
• 6.1.3 ZigBee組網(wǎng)n,試68-72
• 6.2 數(shù)據(jù)采集測試72-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與成果80-82
• 致謝8

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6 余e，

本文編號：325456