基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统.pdf

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1、2012年仪表技术与传感器2012第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统陈华凌，陈岁生，张仁政(1．杭州职业技术学院友嘉机电学院，浙江杭州310018；2．阜博通网络科技有限公司，浙江杭州310012)摘要：针对现有有线水环境监测系统布线困难、成本高、监测水域范围受限制等问题，设计了一种基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统。该系统以Zigbee无线传感器网络和3G网络为核心，通过布置在监测水域的传感器节点进行数据采集，多

2、个传感器节点构成1个无线网络，网关节点负责数据收集并通过3G网络传输给远程数据管理中心。实验表明：系统构建简单，工作稳定可靠，适应于大范围的水环境实时监测。关键词：Zigbee；无线传感器网络；水环境监测中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)01—0071—03WaterEnvironmentMonitoringSystemBasedonZigbeeWirelessSensorNetworksCHENHua—ling，CHENSui—sheng，ZHANGRen—zhe

3、ng(1．FairFriendInstituteofElectromechanics，HangzhouVocationalandTechnicalCollege，Hangzhou310018，China；2．VobfleNetworkTechnologyCo．，Ltd．，Hangzhou310012，China)Abstract：Tosolvetheproblemofdifficulttosetupthenetwork，highcostandrestrictedscopeinexistingcablewat

4、erenviron—mentmonitoringsystem，anewsystembasedonZigbeewirelesssensornetworkswasproposed．ThesystemwasconstructedonZigbeewirelesssensornetworksand3Gnetwork，sensornodesfordataacquisitionwerea~angedinthemonitoringposition，multiplesensornodesconstructawirelessn

5、etwork，thegatewaynodecollectdataandtransmittoremotedatamanagementcenter．Theexper—imentalresultsshowthattheproposedsystemissimple，stableandreliable．Thesystemissuitableforwiderangeofream—timeno·nitoringofwaterenvironment．Keywords：Zigbee；wirelesssensornetwork

6、s；waterenvironmentmonitoring0引言无线传感器网络是大量部署在监测区域内的具有感知、计算和无线通信能力的传感器节点通过多跳自组织方式构成的网络]。在无线接入方式上，新兴的Zigbee协议是一种具有代表性的短距离无线通信技术，它具有低功耗、高质量、低成本的双向传输等特点，这些特点使得无线传感器网络在水环境在线监测中有其特有的优势，组网简单方便、不需要线缆基站等基础设施，可以方便的实现大范围的水域实时监测“。1系统总体设计基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统总体结构图如图1所

7、示，系统主要由传感器节点、网关节点和管理控制中心组成。传感器节点任意分布在某一监测区域，多个传感器节点与1个网关节点构成1个监测子网。网关节点通过Zigbee协议与各个传感器节点进行通信，获取各个传感器节Zigbee子网1Zigbee子网N点采集到的数据，再通过3G网络将数据发送到远程管理控制图1系统总体结构图中心。远程管理控制中心安装1台设置了固定IP的Web通2系统硬件设计信服务器，负责与各个网关节点之间的数据通信，所有的采集2．1传感器节点设计数据都保存到数据库中。用户可以通过终端查看整个系统的传感器

8、节点是网络的基本单元，由微功耗处理器、Zigbee运行情况，对采集的数据进行分析与统计，向传感器节点发送无线通信模块和传感器组成。传感器节点硬件结构如图2所控制指令。示。核心处理器采用MSP430F149，它是一款高性能、超低功耗基金项目：浙江省教育厅科研计划资助项目(Y201017754)；杭州市科技16位微处理器，集成了丰富的片上外围资源。为实现低功耗的局科技计划基金资助项目(20091133B03)。要求，