水质监测.ppt

ZigBee协议与水质监测系统
分工细则：
ZigBee的演变与进程——陈周航
ZigBee的技术特征及其应用——汤琳煜
ZigBee的网络拓扑结构———张奇
ZigBee的体系结构———刘润杰
水质监测系统————熊冰与蔡正线辐射有效范围之内，就可以直接通信。在网型网络中，如果器件之间的距离足够近，使得设备之间能够建立通信链接，那么每个设备都能直接和其他设备通信
ZigBee 技术之ZigBee协议的体系结构
标准是针对于低速无线个人区域网（LR-WPAN，Low-rate Wireless PersonalArea Network），把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标，其宗旨是为个人或者家庭范围内不同设备之间的低速互连提供统一的标准。 标准是由 IEEE802 标准委员会制定并在 2003 年公布的，该标准只定义了物理层和 MAC 层的无线网络规范，而没有对其他的层作出规定。但这些规定不局限于物理层和 MAC 层的协议功能和相互作用，还包括最低的硬件要求，如接收机的灵敏度及发射器输出功率等。
ZigBee 标准使用 的物理层和 MAC 层协议作为 ZigBee 协议栈的一部分，并且自己定义了网络层和应用层以及安全协议，因此任何 ZigBee 设备都和 IEEE 标准是兼容的。

ZigBee 技术之ZigBee协议的体系结构
ZigBee 的结构和分工
ZigBee 协议栈由一组子层构成，不同层之间通过服务接入点（Service Access Point, SAP）进行通信，SAP 是一个层向另外一个层进行服务请求的概念层。ZigBee 协议栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的服务
ZigBee 协议栈框架
中国的河流污染情况十分严重，据统计，全国2/3的河流受到污染，严重污染的海河、辽河、松花江、淮河、黄河、湘江、珠江七大河流 89%的饮用水不合格……还有更多的数据，这些数字触目惊心，也坚定了国家要治理水污染的决心。
水质自动监测仪器仍在发展之中，欧、美、日本、澳大利亚等国均有一些专业厂商生产。我国环境水质监测仪器以往主要依赖进口，从2000年开始，成熟的国产化设备才开始在全国范围内大规模推广。我国的环境水质在线监测仪器厂家主要以民营为主，在成长初期，规模普遍偏小，技术不够成熟，仪器的可靠性、稳定性不足，难以满足我国复杂的水体环境和日益多样化的污染物监测需求。
在污水治理中，水质监测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境，治理水污染的重要手段。实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。可以说，对于水质的监测和治理关系到各行各业的生产和人民的生活，其意义非常重大。
水质监测系统之项目背景及意义
该无线传感器网络是主要由三层组成：最底层的传感器节点在监测区域内构成网络，用于采集数据以获取水质参数；中间层的网络协调器是数据汇聚中心，它负责接收所有传感器节点发送的数据，并对数据进行融合处理，此外，还增加了路由器实现水质参数的一级路由；最上层是一台计算机，用来接收网络协调器的所有数据，实现数据的显示。
水质监测系统之系统整体构架
图 CC2430 结构框图
CC2430 和 CC2591 简介
CC2591集成了功率放大器、低噪声放大器、平衡_非平衡转换器（Balun）、交换机、电感器和 RF 匹配网络等。CC2591 的主要特点为：
1) 最大输出功率可以达到 22dbm，灵敏度可以提高 6dbm；
2) 低噪声放大器的增益可以通过一个引脚来控制；
3) 接收电流小：在低噪声放大器设置为高增益模式时候，只有 的接收电流，当
在低噪声放大器设置为低增益模式时候，只有 的接收电流；
4) 发射电流小：当它工作在 3V 电压下，发射功率达到 20dbm 的时候，发射电流只有
100mA。
5) 支持低功耗模式：在其进入低功耗模式后，只有 的电流；
6) 宽电压工作范围：－。
ZigBee 模块采用 CC2430 和 CC2591 功放的结合
图 ZigBee 模块框图
水质监测系统之系统系统硬件设计
该模块通过相关传感器对各种水质参数进行采样，然后经过信号调理电路是