【摘 要】
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针对国内大多数水质监测为人工操作,耗费大量人力物力,采样不均,无法自动检测报告和实时性不强的情况,提出了基于ZigBee的水质监测无线传感器网络系统。系统能够实时监测目标
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针对国内大多数水质监测为人工操作,耗费大量人力物力,采样不均,无法自动检测报告和实时性不强的情况,提出了基于ZigBee的水质监测无线传感器网络系统。系统能够实时监测目标水域的水质数据,操作更为简单便捷,而且成本更低。当需要检测的地点比较多时,使用ZigBee技术的优势可以更明显,它为广大水域的水质自动监测提供了有效的方法和手段。本文首先介绍了课题背景,无线传感器网络特点和结构,及其国内外研究现状,为水质监测无线传感网系统提供了理论支持。然后结合无线传感器网络节点特点选择了ZigBee芯片、天线模块、传感器等器件,进行了协调器节点和传感节点的硬件设计。再接着对Z-Stack协议栈进行了移植,完善相应代码。编写了水质监测监控软件,并进行了系统实验,实现了系统的数据采集、传输和处理功能,表明系统基本达到预期功能。在完成水质监测无线传感器网络系统的软硬件设计后,用免疫粒子群算法对网络的覆盖率进行了优化,并用该算法对确定性部署和随机部署分别作了实验仿真,实验结果验证了算法的有效性。最后研究了无线传感器网络的节点定位技术,并将基于RSSI测距的PSO算法应用于节点定位,并进行了实验仿真。仿真结果表明定位较为精确,应用效果较好。本文成功将Z-Stack协议栈移植到设计制作的硬件平台上,开发了水质监测系统,满足了水质监测自动化、信息化的需求,为我国广大水域的水质自动监测提供了行之有效的解决办法,具有极大的现实意义和经济价值。
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