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基于ZigBee的水质监测系统研制及复杂环境下在线测试

2834    2018-06-02

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作者:赵军1, 林瀚刚1, 西热娜依·白克力2

作者单位:1. 中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018;
2. 哈密市质量与计量检测所, 新疆 哈密 839000


关键词:水质监测;ZigBee技术;无线传感器网络;PCB结构


摘要:

许多水产养殖基地仍然采用人工监管的方法,这种方式存在检测周期长、实时性差、效率低等缺点。为解决上述问题,基于ZigBee技术研发一个用于水质检测的无线传感网络系统。该套系统所涉及到的数据传输和无线传感网络的构建均通过协议栈的接口函数(API)实现,配合传感节点软件的使用来实现数据的采集与管理,实验采集的参数包括水的pH值、溶解氧值和电导率值。由于实地测试环境恶劣多变,故自主设计一套系统的PCB结构外观。通过3个月的实地测试,该套系统可以顺利采集各个参数数据,并进行传输和处理。通过对采集参数与实际值对比,传感器的相对误差绝对值较小,pH值、溶解氧值和电导率值的相对误差绝对值分别为0.49%、1.72%和0.23%。实验结果表明系统具有优良的合理性与准确性,设计科学,工作稳定。


Development of water quality monitoring system based on ZigBee and online test in complex environment

ZHAO Jun1, LIN Han'gang1, XIRE'NAYI Baikeli2

1. College of Metrological Technology and Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China;
2. Hami Institute of Quality and Metrology, Hami 839000, China

Abstract: Many aquaculture bases still adopt artificial monitoring methods, which have shortcomings such as long monitoring period, poor real-time performance and low efficiency. In order to solve such shortcomings, a wireless sensor network system for water quality monitoring system mainly depending on ZigBee technology has been developed. The data transmission and the wireless sensor network involved in the system are realized by the interface function(API) of the protocol stack, and the data acquisition and management in cooperation with the sensor node software are also realized. The parameters collected during test include water PH value, dissolved oxygen and conductivity values. As the field test environment is harsh and varied, a PCB structure appearance of system is independently designed. After 3 months of field testing, the system can successfully collect the various parameters and data, and transfer and handle them. The absolute value relative error of the sensor is relatively small, the absolute value relative error of pH value, dissolved oxygen and conductivity values is 0.49%, 1.72% and 0.23%, respectively, by comparing the collected parameters with the actual values. The test results show that the system has excellent rationality and accuracy with scientific design and stable performance.

Keywords: water quality monitoring;ZigBee technology;wireless sensor network;PCB structure

2018, 44(5): 67-70  收稿日期: 2018-02-08;收到修改稿日期: 2018-03-10

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51375467)

作者简介: 赵军(1960-),男,黑龙江哈尔滨市人,教授,主要从事机械振动噪声控制与信息处理等。

参考文献

[1] 刘大安. 水产工厂化养殖及其技术经济评价指标体系[J].中国渔业经济,2009,27(3):97-105.
[2] 万传飞,杜尚丰,赵亮,等. 基于WSN的水产养殖监测系统[J]. 农机化研究,2010,32(2):170-173.
[3] 江勇,段美霞. 基于物联网的水文监测系统设计[J]. 物联网技术,2012(12):65-68.
[4] 黄建清,王卫星,姜晟,等. 基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统开发与试验[J]. 农业工程学报,2013,29(4):183-190.
[5] 郭敏. 基于GPRS的水质无线监测系统的设计[D]. 南昌:南昌大学,2013.
[6] 焦尚彬,宋丹,张青. 基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统[J]. 电子测量与仪器学报,2013,27(5):436-442.
[7] 李源,祁欣. 基于GPRS的地表水远程在线监测系统研究[J]. 电子测量技术,2013,36(12):118-123.
[8] 周伟,石为人,张洪德,等. 无线传感器网络的分布式目标跟踪研究[J]. 仪器仪表学报,2013,34(7):1485-1491.
[9] 龚文超,吴猛猛,刘双双. 基于CC2530的无线监控系统设计与实现[J]. 电子测量技术,2012,35(6):33-36,49.
[10] 李晶. 基于CC1101的短距离无线通信网络的设计[D]. 成都:电子科技大学,2011.
[11] 陈晓艳,高伟,秦欢,等. 基于GPRS与ZigBee的LED路灯智能监控系统设计[J]. 电子测量技术,2013,36(10):62-66.
[12] 桑迎平,蔡晋辉,演鑫,等. 基于物联网的轴承噪声测量仪管理系统[J]. 中国计量学院学报,2014,25(2):155-159.