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科技的进步推动着社会各行业的快速发展,在环境和水质监测领域,以水处理监控系统为代表的监测控制系统也一步步走向智能化、无人化、远程控制化的道路。优异的信息处理性能,灵活性开发策略和持续下降的使用成本使得本存在于高端数字处理领域FPGA迅速进入环境监测领域。FPGA庞大的内部资源和丰富的管脚使得系统能灵活的进行功能扩展和性能升级,所以FPGA是信息监测和系统控制的理想平台。无线传感器网络作为融入无线通讯,传感器技术和计算处理技术的新型网络,它的引入打破了传统使用DCS/FCS技术的水处理监控系统的使用限制,使得整个系统能够工作在更加复杂的工作环境中。本课题主要是对传统结构的水处理监控系统进行改进,将基于PLC的传统子站改造成基于FPGA和无线传感器网络的信息处理和控制系统,实现对水处理工艺过程的监测与控制。整个系统可分为无线传感器网络和FPGA电路两部分,其中传感器网络部分作为研究重点,在传感器场实现对水处理过程中温度、浊度和PH值信息采集后,还通过实验研究了保证终端节点发送信息到中心节点的可靠性的工作区域。对于多个传感器场,将不同种类的场隔离,使它们之间没有共享的路由节点,避免了协调器节点调节某场终端节点时对其他场的造成影响。查询传感器采集的信息时,采用分布式查询处理可大幅减低冗余信息,提高系统性能,在实验中冗余信息量减少了89.11%;FPGA部分主要设计了与传感器网络中协调器节点进行信息通讯的通讯接口,与数据采集系统进行数据交流的接口和显示传感器网络中及数据采集系统中信息的附属触控界面接口。数据采集系统和传感器网络中的采集信息在客户界面和附属的触摸界面显示,同时经触控界面也能检查传感器网络的运行状态。整个系统通过μC/OS II操作系统来实现任务调度,处理器运行速度可达121.61MHz,充分满足监控系统的要求。