无线传感网的水情数据监测系统硬件设计
++将实际环境中需要监控，通过水情数据的自动测报来实现水资源的节约和合理利用，是水利现代化发展的必然趋势。随着因特网的发展，ZigBee技术的广泛应用，由于水情监测点通常地理位置分散、条件恶劣，传统的人工抄取监测数据很不方便，执行效率低，有线方式收集监测数据组网困难，受条件限制，目前维护成本较高。针对此类问题，本论文结合最新的无线传感网技术、传感器技术，移动通信技术，设计了一种基于无线传感网的水情监测系统，进行江河流域降雨量、水位、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。该系统可以为水利部门提供及时准确的信息，提高水利部门的管理水平。关键词 无线传感网，数据采集，监测，ZigBee
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 2
1.2 国内外的研究现状 3
1.3 本次毕设研究内容 4
2 无线传感网数据收集系统的设计与技术分析 4
2.1 WSN 基本概念 4
2.2 无线传感网数据收集系统总体设计框架 5
2.3 系统硬件环境设计 6
2.4 CC2530硬件模块说明书 7
3 硬件设计 10
3.1 ZigBee技术 11
3.2 ZigBee网络结构 12
3.3 监测系统总体设计方案 15
3.4 电源模块 16
3.5 传感器选择 17
4 软件设计 21
4.1 IAR软件介绍 21
4.2 初始化引脚 22
5 系统调试 23
5.1 调试步骤 24
5.2 实验结果 25
5.3 主要指标测试 27
5.4 测试结果分析 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录A主硬件电路图 32
附录B印刷电路图 35
附录C程序代码 36
1 绪论
1．1 课题背景及意义
“物物相连的互联网”即可解释为物联网。这又两个方 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
面的意思，第一：物联网的主要部分和基础还是互联网，物联网是互联网的扩大衍生版，两个网络之间不是共同体可以共存。是对现有互联网的扩展[1]，各个物联网群集的核心还是通过互联网进行连接。第二：其中物联网的联网对象并非是只是电脑设备，或者是一切通讯工具，已然延伸到物物相连的程度，从而达到物物信息交互，信息共享[2~3]。使用这种设备可以对任何东西的特性和信息进行采集剖析，最后通过物联网把单一的物物之间组合成一个网络。提供于互联网中，这样的改变是对于各个行业的巨大改变也是大大增加了办事效率。为人带来了前所未有的方便。
目前，对于我们正处于社会主义发展中的国家来说，技术的研究和经费的投入还处于雏形。国内许多的水库，湖泊无非也是利用陈旧的设备对水资源进行数据的采集，由于技术的陈旧，落后[4]。信息的完整性和真实性有待完善。有些地处高原的地区，由于落后的生产力，只能依靠人为观察的并记录的手段施行监测。对于信息的准确性和实时性的无法把控，造成不必要的浪费和自然灾害的泛滥。社会正在进步，必须跟上时代步伐，必须将无线网络技术运用到水情数据监测中的举措必须贯彻落实。
南水北调是一项远程跨流域引水工程[5]。由于北方地区多处缺水地段，为缺水地区解放这一困难，相对于这种庞大的引水工程，一路架设有线的设备或者监测仪器这是大大的浪费，也是不可能实现的，也不能定时监测水情的信息将以传输，当下无线通信的优势显而易见，在监测中不说节约了很大一笔财力，在人员调动中也是起到很大作用。监测中需要测定水位，水压，水温，浑浊度等等多想参数，许多参数无法通过人工观测[6]。先进的仪器设备巨大用途肯定要用上，在多个测量点搭建网络提出了应用需求。数据的测量能在第一时间进行反馈，有助于及时作出决策，降低损失甚至避免。距离问题的限制，体现了组建Zigbee无线传感器网络的优越性
我们就要通过发挥无线传感网的优势去搭建这个网络实施监测水情数据，因为这是一个新的技术[7]，可以解放人力物力带来的不必要的损失。也摒弃了经由人为的用测量用具进行监测，带来的简捷之处可想而知。
1．2 国内外的研究现状
国外研究状况：在改革开放之后，科技的进步速度很迅猛，许多的科技产品都向着美光和携带方便的主题研究，计算机也是如此，加之半路出来的单片机的应用。使各行各业的办事效率大大提升[8]。对水文的影响也是显著，人为观测的慢慢解放。美国对于水文监测技术也是力度越来越加大，取得显著的成果。美国的SM气象局通过多方携手共同研制出了一个对于水文监测的系统在当时受到世界各国的吸引力是非常大的。现如今好多家用电器都是通过遥控技术的方式进行操控，信息的传输途径增多、遥控技术的雏形到成熟的迭代更新，水情数据的传输成为一大焦点，众所周知任何生物都离不开水。所以在这个天空之下得到很大的推崇和应用。对于其他发达国家和较发达国家研发水文监测系统肯定都是早早就起步了[9]。美国、俄罗斯和英国作为世界上工业和通信技术最为发达的国家，众多的人口压力下，而且人口分散化都不同，信息的传达和交互成为研究对象已然是很成熟。比如美国的GPRS全球定位系统平台被应用之广，全世界采集信息不在话下，应用于各行各业。其通信的技术和其他的国家不可同日而语，对于美国的信息采集系统而言，以ARGOS系统最为成熟和应用广泛。还有用于天气预报的气象同步卫星的平台也是利民一大举措。如今他的本土使拥有最尖端的无线水情监测系统都可以做到把海平面的一系列信息传输到数据库中。所有的传感器监测点都实现了无人监测，而且迅速对信息进行处理和反馈。这个系统囊括最高端的传感器的监测技术和方法。大数据的传输和远距离的传输及其进一步的处理和剖析。可以说到如今其他发达国家也没有如此成熟的无线传感技术。作为当时世界技术的巨头，追溯历史，对于传感为的着手研究应该始于1980左右，直到21世纪开端，国际市场就出现了相关的软硬件的雏形。国力的提升很大程度上取决于一个国家的军事实力和技术实力。技术是无价的，所以许多国家也都大力投入研究无线传感网络。应对以后可能发生的军事争端，所以也是引起了无论是重工业还是轻工业的青睐。美国的众多高校都以开展了相应的实验室，着手研究。对于亚洲的国家中属日本这个国家的技术水平勉强能和欧美国家接轨。也相应建立电子工业园区进行研究。日本是一个岛国，四面环水，所以对于水情数据的监测肯定是投入很多，其国家国土面积几十万平方公里的的地界也一一安装了监测站，覆盖了整个国土的面积，对于水情监测可谓是无死角的监控着。其规模也是可想而知的庞大。收集整个国家的水文数据只要几十分钟，效率如此恐怖，还会定时刷新。使得这个国家的水利顺畅。也是一个解放人工监测的交替的一个举措。也是体现日本这个国家的传感网络技术娴熟和智能化。电子工业的发展起源于西方，飞速发展的传感网络技术成熟和科技硬件实力背景密不可分。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 2
1.2 国内外的研究现状 3
1.3 本次毕设研究内容 4
2 无线传感网数据收集系统的设计与技术分析 4
2.1 WSN 基本概念 4
2.2 无线传感网数据收集系统总体设计框架 5
2.3 系统硬件环境设计 6
2.4 CC2530硬件模块说明书 7
3 硬件设计 10
3.1 ZigBee技术 11
3.2 ZigBee网络结构 12
3.3 监测系统总体设计方案 15
3.4 电源模块 16
3.5 传感器选择 17
4 软件设计 21
4.1 IAR软件介绍 21
4.2 初始化引脚 22
5 系统调试 23
5.1 调试步骤 24
5.2 实验结果 25
5.3 主要指标测试 27
5.4 测试结果分析 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录A主硬件电路图 32
附录B印刷电路图 35
附录C程序代码 36
1 绪论
1．1 课题背景及意义
“物物相连的互联网”即可解释为物联网。这又两个方 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
面的意思，第一：物联网的主要部分和基础还是互联网，物联网是互联网的扩大衍生版，两个网络之间不是共同体可以共存。是对现有互联网的扩展[1]，各个物联网群集的核心还是通过互联网进行连接。第二：其中物联网的联网对象并非是只是电脑设备，或者是一切通讯工具，已然延伸到物物相连的程度，从而达到物物信息交互，信息共享[2~3]。使用这种设备可以对任何东西的特性和信息进行采集剖析，最后通过物联网把单一的物物之间组合成一个网络。提供于互联网中，这样的改变是对于各个行业的巨大改变也是大大增加了办事效率。为人带来了前所未有的方便。
目前，对于我们正处于社会主义发展中的国家来说，技术的研究和经费的投入还处于雏形。国内许多的水库，湖泊无非也是利用陈旧的设备对水资源进行数据的采集，由于技术的陈旧，落后[4]。信息的完整性和真实性有待完善。有些地处高原的地区，由于落后的生产力，只能依靠人为观察的并记录的手段施行监测。对于信息的准确性和实时性的无法把控，造成不必要的浪费和自然灾害的泛滥。社会正在进步，必须跟上时代步伐，必须将无线网络技术运用到水情数据监测中的举措必须贯彻落实。
南水北调是一项远程跨流域引水工程[5]。由于北方地区多处缺水地段，为缺水地区解放这一困难，相对于这种庞大的引水工程，一路架设有线的设备或者监测仪器这是大大的浪费，也是不可能实现的，也不能定时监测水情的信息将以传输，当下无线通信的优势显而易见，在监测中不说节约了很大一笔财力，在人员调动中也是起到很大作用。监测中需要测定水位，水压，水温，浑浊度等等多想参数，许多参数无法通过人工观测[6]。先进的仪器设备巨大用途肯定要用上，在多个测量点搭建网络提出了应用需求。数据的测量能在第一时间进行反馈，有助于及时作出决策，降低损失甚至避免。距离问题的限制，体现了组建Zigbee无线传感器网络的优越性
我们就要通过发挥无线传感网的优势去搭建这个网络实施监测水情数据，因为这是一个新的技术[7]，可以解放人力物力带来的不必要的损失。也摒弃了经由人为的用测量用具进行监测，带来的简捷之处可想而知。
1．2 国内外的研究现状
国外研究状况：在改革开放之后，科技的进步速度很迅猛，许多的科技产品都向着美光和携带方便的主题研究，计算机也是如此，加之半路出来的单片机的应用。使各行各业的办事效率大大提升[8]。对水文的影响也是显著，人为观测的慢慢解放。美国对于水文监测技术也是力度越来越加大，取得显著的成果。美国的SM气象局通过多方携手共同研制出了一个对于水文监测的系统在当时受到世界各国的吸引力是非常大的。现如今好多家用电器都是通过遥控技术的方式进行操控，信息的传输途径增多、遥控技术的雏形到成熟的迭代更新，水情数据的传输成为一大焦点，众所周知任何生物都离不开水。所以在这个天空之下得到很大的推崇和应用。对于其他发达国家和较发达国家研发水文监测系统肯定都是早早就起步了[9]。美国、俄罗斯和英国作为世界上工业和通信技术最为发达的国家，众多的人口压力下，而且人口分散化都不同，信息的传达和交互成为研究对象已然是很成熟。比如美国的GPRS全球定位系统平台被应用之广，全世界采集信息不在话下，应用于各行各业。其通信的技术和其他的国家不可同日而语，对于美国的信息采集系统而言，以ARGOS系统最为成熟和应用广泛。还有用于天气预报的气象同步卫星的平台也是利民一大举措。如今他的本土使拥有最尖端的无线水情监测系统都可以做到把海平面的一系列信息传输到数据库中。所有的传感器监测点都实现了无人监测，而且迅速对信息进行处理和反馈。这个系统囊括最高端的传感器的监测技术和方法。大数据的传输和远距离的传输及其进一步的处理和剖析。可以说到如今其他发达国家也没有如此成熟的无线传感技术。作为当时世界技术的巨头，追溯历史，对于传感为的着手研究应该始于1980左右，直到21世纪开端，国际市场就出现了相关的软硬件的雏形。国力的提升很大程度上取决于一个国家的军事实力和技术实力。技术是无价的，所以许多国家也都大力投入研究无线传感网络。应对以后可能发生的军事争端，所以也是引起了无论是重工业还是轻工业的青睐。美国的众多高校都以开展了相应的实验室，着手研究。对于亚洲的国家中属日本这个国家的技术水平勉强能和欧美国家接轨。也相应建立电子工业园区进行研究。日本是一个岛国，四面环水，所以对于水情数据的监测肯定是投入很多，其国家国土面积几十万平方公里的的地界也一一安装了监测站，覆盖了整个国土的面积，对于水情监测可谓是无死角的监控着。其规模也是可想而知的庞大。收集整个国家的水文数据只要几十分钟，效率如此恐怖，还会定时刷新。使得这个国家的水利顺畅。也是一个解放人工监测的交替的一个举措。也是体现日本这个国家的传感网络技术娴熟和智能化。电子工业的发展起源于西方，飞速发展的传感网络技术成熟和科技硬件实力背景密不可分。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2343.html
