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摘要:水是生命的起源，也是生命的重要組成部分。在人體中，水的比重占到65%，然而水體污染正在吞噬著人類的健康。在現(xiàn)代工業(yè)中,近乎所有的工業(yè)部門都需要用到水，每個(gè)工廠都要利用水來維護(hù)正常生產(chǎn)。在農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物的灌溉，以及牲畜的飲用，都離不開水。水在自然生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)環(huán)境中,都是極為重要和活躍的因素。水作為大自然賦予人類的寶貴財(cái)富，人們在使用的過程中卻肆意妄為，亂排亂放，最終導(dǎo)致了水污染和水資源的短缺問題日趨嚴(yán)重。所以我們需要對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測和控制，來減少水污染，節(jié)約可用水資源。 本文提出了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)由三部分組成：灑落在監(jiān)測水域內(nèi)的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的終端測量部分，用于測量不同水域的水質(zhì)參數(shù)；協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)部分匯集傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)測得的水質(zhì)參數(shù)，并經(jīng)過GPRS模塊以短信文本的形式發(fā)送給監(jiān)測中心的上位機(jī)部分；上位機(jī)接收水質(zhì)參數(shù)后存儲(chǔ)、處理、顯示及超限報(bào)警。經(jīng)測試，本系統(tǒng)中的 ZigBee無線傳感器模塊點(diǎn)對點(diǎn)通信可在15m以內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。GPRS短信發(fā)送業(yè)務(wù)作為移動(dòng)通信的一種，它的數(shù)據(jù)傳輸可以不受距離限制，滿足了遠(yuǎn)程監(jiān)測的需求，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、無人化的無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)對校園和小區(qū)直飲水、地方水利局等需要對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測的地方都有一定的利用價(jià)值。
關(guān)鍵詞 ZigBee；CC2530；SIM900A；Labview；VISA
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1課題背景-1 1.2研究意義-1 1.3系統(tǒng)概述-2 1.4文章脈絡(luò)結(jié)構(gòu)-2 2 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)-4 2.1 ZigBee技術(shù)-4 2.2 GPRS短信業(yè)務(wù)-5 2.3 LabVIEW虛擬儀器技術(shù)-5 2.4本章小結(jié)-6 3水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)-7 3.1 ZigBee方案選擇-7 3.2 ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)-7 3.2.1傳感器節(jié)點(diǎn)整體構(gòu)架圖-7 3.2.2傳感器的原理-7 3.2.3溫度測量電路-10 3.2.4濁度測量電路-10 3.2.5電導(dǎo)率測量電路-12 3.3協(xié)調(diào)器模塊-12 3.3.1協(xié)調(diào)器模塊整體構(gòu)架圖-12 3.3.2電源選擇-12 3.3.3 協(xié)調(diào)器與GPRS模塊的連接-13 3.4 本章小結(jié)-13 4水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)-14 4.1 ZigBee無線軟件開發(fā)平臺(tái)-14 4.1.1集成開發(fā)環(huán)境EW-14 4.1.2 OSAL操作系統(tǒng)抽象層-14 4.2 傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)-14 4.2.1傳感器節(jié)點(diǎn)主程序流程圖-14 4.2.2 溫度數(shù)據(jù)讀取與計(jì)算-15 4.2.3濁度數(shù)據(jù)采集與計(jì)算-17 4.2.4電導(dǎo)率數(shù)據(jù)采集與計(jì)算-17 4.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)-18 4.3.1協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主程序流程圖-18 4.3.2數(shù)據(jù)接收-19 4.3.3 GPRS模塊發(fā)送短信程序-19 4.4上位機(jī)程序設(shè)計(jì)-20 4.4.1 串口初始化-20 4.4.2 GPRS初始化-20 4.4.3 讀取新短信-21 4.4.4刪除已讀新短信-21 4.4.5已讀短信內(nèi)容截取并顯示-22 4.5本章小結(jié)-22 5系統(tǒng)測試-23 5.1硬件完成與系統(tǒng)構(gòu)建-23 5.1.1傳感器節(jié)點(diǎn)的完成-23 5.1.2協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與GPRS模塊的完成-23 5.2系統(tǒng)功能-24 5.3系統(tǒng)測試-24 結(jié)論與展望-25 致謝-26 參考文獻(xiàn)-27 |
