基于物联网的水环境在线监测系统研究

【摘要】：基于物联网的水环境在线监测系统技术的应用可提高水环境监测的实时性和高效性，是一种实现水环境自动在线监测和在全国范围内构建水环境监测网络的有效途径。但是，我国在水环境监测、移动快速分析技术方面发展起步较晚，相比于欧美及日本等国还有较大的差距，目前这些技术还处于探索阶段。因此，本文针对武汉东湖为基本研究对象，提出基于物联网的水环境在线监测系统研究这一课题。 基于物联网的水环境在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测网络。物联网的组网方式很多：蓝牙、wi-FI、ZigBee网络等等，根据水环境监测的特性选用可靠性高、能耗低和工作频段灵活的基于CC2530的ZigBee网络来组成物联网。 本文旨在提出一种基于物联网的水环境在线监测系统整体设计的实现方案。系统的设计主要分为三个主要部分：传感器节点采集部分，汇聚节点收发部分和上位机监控控制部分。传感器节点采集部分由电化学探头（温度、pH、电导率、溶解氧、浊度），硬件调理电路和Zigbee发送节点组成。被测参数经由化学探头识别转换变为电信号，再通过调理电路的放大和处理，最后通过发送节点将电信号转换成数字信号编码成数据包发送上传到汇聚节点。汇聚节点收发部分由ZigBee接收节点和串口/USB通信通信模块组成。接收节点负责接收经由发送节点发送的数据包，通过串口/USB通信模块实现和上位机电脑之间的通信和传输。上位机监控控制部分通过上位机界面软件对接收的数据包实时处理，并经过图表分析有序、有目的性的显示。