基于ZigBee和GPRS的水质监测系统设计.zip

摘要:水是生命的起源，也是生命的重要组成部分。在人体中，水的比重占到65%，然而水体污染正在吞噬着人类的健康。在现代工业中,近乎所有的工业部门都需要用到水，每个工厂都要利用水来维护正常生产。在农业中，农作物的灌溉，以及牲畜的饮用，都离不开水。水在自然生态环境和人类社会环境中,都是极为重要和活跃的因素。水作为大自然赋予人类的宝贵财富，人们在使用的过程中却肆意妄为，乱排乱放，最终导致了水污染和水资源的短缺问题日趋严重。所以我们需要对水质进行监测和控制，来减少水污染，节约可用水资源。

本文提出了水质监测系统的整体设计方案，整个系统由三部分组成：洒落在监测水域内的多个传感器节点组成了无线传感网络的终端测量部分，用于测量不同水域的水质参数；协调器节点部分汇集传感器网络中传感器节点测得的水质参数，并经过GPRS模块以短信文本的形式发送给监测中心的上位机部分；上位机接收水质参数后存储、处理、显示及超限报警。经测试，本系统中的 ZigBee无线传感器模块点对点通信可在15m以内实现数据的可靠传输。GPRS短信发送业务作为移动通信的一种，它的数据传输可以不受距离限制，满足了远程监测的需求，从而实现了自动化、无人化的无线水质监测系统。本系统对校园和小区直饮水、地方水利局等需要对水质进行监测的地方都有一定的利用价值。

关键词 ZigBee；CC2530；SIM900A；Labview；VISA

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1课题背景-1

1.2研究意义-1

1.3系统概述-2

1.4文章脉络结构-2

2 水质监测系统相关技术-4

2.1 ZigBee技术-4

2.2 GPRS短信业务-5

2.3 LabVIEW虚拟仪器技术-5

2.4本章小结-6

3水质监测系统的硬件设计-7

3.1 ZigBee方案选择-7

3.2 ZigBee传感器节点设计-7

3.2.1传感器节点整体构架图-7

3.2.2传感器的原理-7

3.2.3温度测量电路-10

3.2.4浊度测量电路-10

3.2.5电导率测量电路-12

3.3协调器模块-12

3.3.1协调器模块整体构架图-12

3.3.2电源选择-12

3.3.3 协调器与GPRS模块的连接-13

3.4 本章小结-13

4水质监测系统的软件设计-14

4.1 ZigBee无线软件开发平台-14

4.1.1集成开发环境EW-14

4.1.2 OSAL操作系统抽象层-14

4.2 传感器节点程序设计-14

4.2.1传感器节点主程序流程图-14

4.2.2 温度数据读取与计算-15

4.2.3浊度数据采集与计算-17

4.2.4电导率数据采集与计算-17

4.3 协调器节点程序设计-18

4.3.1协调器节点主程序流程图-18

4.3.2数据接收-19

4.3.3 GPRS模块发送短信程序-19

4.4上位机程序设计-20

4.4.1 串口初始化-20

4.4.2 GPRS初始化-20

4.4.3 读取新短信-21

4.4.4删除已读新短信-21

4.4.5已读短信内容截取并显示-22

4.5本章小结-22

5系统测试-23

5.1硬件完成与系统构建-23

5.1.1传感器节点的完成-23

5.1.2协调器节点与GPRS模块的完成-23

5.2系统功能-24

5.3系统测试-24

结论与展望-25

致谢-26

参考文献-27