基于ZigBee技术的水质监测系统设计_自动化专业.doc

摘 要:随着传感器、无线通信等科学技术的飞速发展，无线传感网被广泛应用于环境监测、军事国防和工农业控制等诸多领域，已成为电子信息技术发展的一个热点。

本文针对污染水体的复杂性，通过对水环境及其周围各项因素的分析，提出一种基于无线传感器网络的水质监测系统架构。该系统通过传感器节点对被监测水域进行水质参数的数据采集，及时地将数据传输给监测管理中心，当监测管理中心发现有水质污染现象时立即发出报警处理，实现对河流水质情况进行实时、有效地监督和管理。

本文的研究重点是基于ZigBee无线传感技术实现对水质参数的数据采集及传输。首先，对传感器和主要元器件进行选型，选择CC2530芯片作为传感器节点的核心芯片，并实现无线传感器节点模块的软硬件设计。将传感器采集到的水质参数经由信号调节电路进行数据转换处理后传送给传感器节点，实现对水质参数的数据采集。然后，通过对ZigBee 网络中各个节点的功能分析，完成了网络协调器节点和路由节点的硬件设计和软件程序设计。经过软硬件联调，实现了ZigBee网络的点对点通信以及系统组网。最后经过实验测试表明，系统能够实现对不同溶液的温度和PH参数的数据采集和无线传输，各个节点实现了自身的功能，满足系统的设计要求。

关键词：水质监测；数据采集；无线传感器网络；ZigBee技术；CC2530

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1研究背景和意义-1

1.2 本文主要研究内容-2

第2章 ZigBee技术的概述-3

2.1 ZigBee技术的概念-3

2.2 ZigBee技术的特点-3

2.3 ZigBee网络分层-4

2.4 ZigBee网络中的设备类型-7

2.5 ZigBee网络拓扑-8

2.6 本章小结-11

第3章 水质监测系统的总体设计-13

3.1 系统设计思想-13

3.2 水质监测系统整体结构设计-13

3.3 ZigBee硬件选型-14

3.4 节点硬件设计-16

3.4.1 协调器节点设计-16

3.4.2 终端节点设计-16

3.5 传感器的介绍-17

3.5.1 温度传感器（DS18B20）-17

3.5.2 水温传感器（PT100）-18

3.5.3 PH值传感器-19

3.6 本章小结-20

第4章 系统的软件设计及实现-21

4.1 软件部分总体介绍-21

4.1.1 软件设计整体流程-21

4.1.2 协调器的自动组网流程-21

4.2 协调器节点软件实现-22

4.3 传感器节点软件设计-23

4.4 上位机软件设计及测试-24

4.4.1 Visual C++特点-24

4.4.2 MSComm通讯控件-24

4.4 本章小结-25

第5章 总结-27

5.1 论文总结-27

5.2 展望-27

参考文献-29

致  谢-31