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河流湖泊不仅提供人类生产生活所需的水资源和丰富的水产品,同时协调区域降水、改善气候环境。伴随着生产力提高,人口增加,水文生态不断受到破坏。对水环境进行监测,既可实时掌握水质状况,实现水体污染预警,又可为水文环境研究与保护提供可靠的数据。由于河流湖泊地理位置多为偏远,水域面积广阔,且能源供给不便。传统的水质监测多为人工采集参数,实时性低,成本高。针对此类问题,将无线传感网技术(ZigBee模块),3G (WCDMA)技术,传感器以及太阳能供电系统相结合,设计了分布式在线水环境监测系统,解决了野外水环境监测中的能量供给和分布式参数采集、无线远程传输等问题。论文的主要研究内容如下：首先,考虑到水域位置多处于野外偏远处、水域面积大等因素,提出了由传感采集节点、3G网关节点和服务器构成的无线传感网对水环境进行在线监测系统方案。由于监测区域缺少现成的供电线路,系统采用太阳能板与锂电池组成绿色能源系统,以保证野外监测系统的能量供给。传感采集节点与3G网关节点(协调节点)通过星型自组传感网进行短距数据传输,3G网关节点通过WCDMA网络与数据服务器进行远程无线通信。其次,设计了数据采集节点和3G网关节点。硬件设计包括氨氮、pH、浊度、溶解氧等五种水质参数传感器检测电路及接口电路、采集节点处理器CC2430和射频前端CC2591电路；3G网关处理器MSP430外围电路、3G(WCDMA)模块EM770W电路以及太阳能供电系统电路。软件设计包括无线传感网节点组网及数据传输设计,多路传感器的驱动软件设计,3G网关通信设计等。最后,对监测系统进行测试分析。其各水质监测数据满足国家水质监测精度并结合国家水质标准分析了被监测区域的水体状况;运用标准溶解氧检测仪对系统的D0传感器进行数据校准；传感节点组网迅速、稳定,通信距离可达250m,节点的月丢包率低于4%。系统运行稳定、可靠,满足设计要求,实现了分布式水环境远程监测功能,具有区域分布监测,远程传输,节能环保,成本低廉等特点,可推广到其它场合用于大气数据监测、大棚种植监控、水产养殖监控等。