无线传感网的水情数据监测系统软件设计
工业发展迅速使得水情问题逐步变得严重起来，对生态系统及人们的生活造成了一定的影响，为此，本文设计了一种基于无线传感网的水情数据监测系统来监测水情数据的变化情况，来帮助人们了解水情数据的变化。本设计的方案如下温度传感器、浊度传感器和CC2530芯片，用于数据采集和处理以及无线发送，串口/网络调试器窗口用于显示。然后软硬件进行了调试，基本实现了应有的功能。本课题选择监测两个参数，即水温和浑浊度。关键词 水情数据监测，无线传感网，CC2530，温度传感器，浊度传感器
目 录
1绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究方法 2
1.4系统可行性 3
1.5本论文研究的主要内容 4
2系统的总体设计 5
2.1系统功能需求和性能分析 5
2.2无线网络系统结构 6
2.3网络协调器结构 9
2.4路由器节点结构 9
2.5终端节点结构 9
3系统的硬件电路设计 9
3.1器件选型 9
3.2网络协调器节点硬件设计 10
3.3GPRS电源模块设计 11
3.4传感器的选择 12
4无线传感器网络节点部署模型设计 13
4.1无线传感器网络点覆盖技术研究意义 13
4.2覆盖技术研究的要点 13
5软件设计 14
5.1Iar软件介绍 14
5.2软件 流 程 图 14
5.3传感器子程序设计 15
5.4初始化引脚 16
5.5数据发送模块 17
5.6数据接收模块 17
6联机测试 17
结论 23
致谢 24
参考文献 25
附录A主硬件电路图 29
附录B印刷电路图 34
附录C程序代码 35
1 绪论
1．1 研究背景和意义
物联网作为一项新兴技术，已经得到世界各国专家的广泛研究和应用[1]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
这种网络是通过实时检测和采集各种连接的交互环境监测对象的实际需求和所需的其他信息形成一个无线传感器网络与互联网内容，是网络信息传播系统的组合之间的巨大网络线[2]。
无线水文和水情监测技术仍处于初级阶段,我国水库,湖的许多地方完成监控系统的一些旧数据收集更加落后的地方是由水和水情监测的环境参数采集人工观察不及时、准确,不能满足水的需求和这个时代的监测要求[3]。
水情监测中运用到无线网络的技术将成为未来发展的趋势。南到北调水工程是山西省一个国米流域调水项目,由政府主办的长途,从南到北调水[4]。为解决山西省严重缺水危机问题，从黄河万家寨水库提供水源，为太原、大同和舒州等省提供3个能源基地[5]。由于这种特殊的工程背景，电缆传输设备很难在水质监测和水质数据中完成实时水文和水质测量[6]。另一方面，人们要测量许多水系统和水质参数，如水位、液压等，并将应用于许多测量点。摘要多个数据的测量通常集中在一定的范围内，在通信距离上建立ZigBee无线传感器网络是可行的。因此，我们设计了一种基于水系统和ZigBee技术特征的无线网络，并结合了Zigbee水质监测系统的发展，这种新型的无线网络通信技术和水质监测系统,计算机技术,自动控制技术和传统的人工监测模式效率高，适应性和实时可靠性高，十分经济划算，能够到到自动化和智能化，对科技的发展很有利[7]。
1．2国内外研究现状
大约实在1970年左右，出现了微型计算机。世纪80年代，美国SM公司和气象局研制了一套自动水文监测装置，这是时代的杰作[8]。
在美国和日本，自动监测技术始于发达国家和发展中国家的水文信息产业先进通讯技术的早期研究，并报告人口密度分布不统一，发展了不同的通信系统[9]。其中，自行报道的短波系统和卫星平台被广泛使用，这是一种热门的技术手段。不仅如此，美国是唯一使用大型流星轨迹远程测量遥测技术的遥感技术[10]。
极地轨道卫星的环境数据采集系统和气象卫星平台也被用于美国监控系统的水系统和水质信息研究[11]。美国现在使用的最先进的无线水文和海洋水质监测传感器技术、远程数据传输技术和数据的世界上最先进的国家，世界水监测系统分析如此完美的几乎没有水和水质监测系统是世界上最先进和完善的[12]。
随着电子行业更多世界上发达国家和日本还建立了先进的电子水文和水质监测系统领域的300000平方公里的土地26雷达降水站监控系统的部署和成千上万的降雨和计几乎完全覆盖在日本可以被视为世界上最全面的部署。监测系统和更先进的传感设备和通讯技术只需10分钟收集国家水和水质信息数据更新间隔一小时，可以完成无人的远程监测[13]。
发达国家水文、水质信息采集系统是一个领先的位置传感器监测设备和可靠的通信方法的数据分析和处理的成熟的监控系统的多元化技术构建一个更为全面和完善[14]。
在中国水文监测和基本的信息技术的发展相对落后，在水文研究的初始阶段，在上世纪90年代，发展的初级阶段，它已经进入了网络监控的阶段，并分为三个阶段。第二十一世纪，国家水利部水资源信息化规划项目提出了水资源监测技术的发展方向、信息与战略、支持与响应。到目前为止，中国各省市都有无线自动远程信息传输的流域水资源，任务分析和在线监测数据，监测，水监测机制的快速发展，可以实现水和水质信息。目前，中国的智能远程水质监测系统已经部署了近300个水文水质监测中心和超过200个分中心[15]。
30年，我们国家相对于发达国家仍然有很大差距，在大多数水文监测系统的建设，处理和分析方法上面相对落后，无法满足我们今天对水情数据监测的要求[16]。
1．3研究方法
远程监控具有很大的含义，如数据信息的收集、信息之间相互的传输、水情状况及时的监控等，通常分为以下几类：
（1）远程专线监测系统
目 录
1绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究方法 2
1.4系统可行性 3
1.5本论文研究的主要内容 4
2系统的总体设计 5
2.1系统功能需求和性能分析 5
2.2无线网络系统结构 6
2.3网络协调器结构 9
2.4路由器节点结构 9
2.5终端节点结构 9
3系统的硬件电路设计 9
3.1器件选型 9
3.2网络协调器节点硬件设计 10
3.3GPRS电源模块设计 11
3.4传感器的选择 12
4无线传感器网络节点部署模型设计 13
4.1无线传感器网络点覆盖技术研究意义 13
4.2覆盖技术研究的要点 13
5软件设计 14
5.1Iar软件介绍 14
5.2软件 流 程 图 14
5.3传感器子程序设计 15
5.4初始化引脚 16
5.5数据发送模块 17
5.6数据接收模块 17
6联机测试 17
结论 23
致谢 24
参考文献 25
附录A主硬件电路图 29
附录B印刷电路图 34
附录C程序代码 35
1 绪论
1．1 研究背景和意义
物联网作为一项新兴技术，已经得到世界各国专家的广泛研究和应用[1]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
这种网络是通过实时检测和采集各种连接的交互环境监测对象的实际需求和所需的其他信息形成一个无线传感器网络与互联网内容，是网络信息传播系统的组合之间的巨大网络线[2]。
无线水文和水情监测技术仍处于初级阶段,我国水库,湖的许多地方完成监控系统的一些旧数据收集更加落后的地方是由水和水情监测的环境参数采集人工观察不及时、准确,不能满足水的需求和这个时代的监测要求[3]。
水情监测中运用到无线网络的技术将成为未来发展的趋势。南到北调水工程是山西省一个国米流域调水项目,由政府主办的长途,从南到北调水[4]。为解决山西省严重缺水危机问题，从黄河万家寨水库提供水源，为太原、大同和舒州等省提供3个能源基地[5]。由于这种特殊的工程背景，电缆传输设备很难在水质监测和水质数据中完成实时水文和水质测量[6]。另一方面，人们要测量许多水系统和水质参数，如水位、液压等，并将应用于许多测量点。摘要多个数据的测量通常集中在一定的范围内，在通信距离上建立ZigBee无线传感器网络是可行的。因此，我们设计了一种基于水系统和ZigBee技术特征的无线网络，并结合了Zigbee水质监测系统的发展，这种新型的无线网络通信技术和水质监测系统,计算机技术,自动控制技术和传统的人工监测模式效率高，适应性和实时可靠性高，十分经济划算，能够到到自动化和智能化，对科技的发展很有利[7]。
1．2国内外研究现状
大约实在1970年左右，出现了微型计算机。世纪80年代，美国SM公司和气象局研制了一套自动水文监测装置，这是时代的杰作[8]。
在美国和日本，自动监测技术始于发达国家和发展中国家的水文信息产业先进通讯技术的早期研究，并报告人口密度分布不统一，发展了不同的通信系统[9]。其中，自行报道的短波系统和卫星平台被广泛使用，这是一种热门的技术手段。不仅如此，美国是唯一使用大型流星轨迹远程测量遥测技术的遥感技术[10]。
极地轨道卫星的环境数据采集系统和气象卫星平台也被用于美国监控系统的水系统和水质信息研究[11]。美国现在使用的最先进的无线水文和海洋水质监测传感器技术、远程数据传输技术和数据的世界上最先进的国家，世界水监测系统分析如此完美的几乎没有水和水质监测系统是世界上最先进和完善的[12]。
随着电子行业更多世界上发达国家和日本还建立了先进的电子水文和水质监测系统领域的300000平方公里的土地26雷达降水站监控系统的部署和成千上万的降雨和计几乎完全覆盖在日本可以被视为世界上最全面的部署。监测系统和更先进的传感设备和通讯技术只需10分钟收集国家水和水质信息数据更新间隔一小时，可以完成无人的远程监测[13]。
发达国家水文、水质信息采集系统是一个领先的位置传感器监测设备和可靠的通信方法的数据分析和处理的成熟的监控系统的多元化技术构建一个更为全面和完善[14]。
在中国水文监测和基本的信息技术的发展相对落后，在水文研究的初始阶段，在上世纪90年代，发展的初级阶段，它已经进入了网络监控的阶段，并分为三个阶段。第二十一世纪，国家水利部水资源信息化规划项目提出了水资源监测技术的发展方向、信息与战略、支持与响应。到目前为止，中国各省市都有无线自动远程信息传输的流域水资源，任务分析和在线监测数据，监测，水监测机制的快速发展，可以实现水和水质信息。目前，中国的智能远程水质监测系统已经部署了近300个水文水质监测中心和超过200个分中心[15]。
30年，我们国家相对于发达国家仍然有很大差距，在大多数水文监测系统的建设，处理和分析方法上面相对落后，无法满足我们今天对水情数据监测的要求[16]。
1．3研究方法
远程监控具有很大的含义，如数据信息的收集、信息之间相互的传输、水情状况及时的监控等，通常分为以下几类：
（1）远程专线监测系统
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