基于无线传感器网络的农村饮用水监测系统

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ywanywhere
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
农村饮用水安全是农村人口健康的重要保障。我国当下农村的两种供水形式,即集中式和分散式,都缺乏对饮用水进行长期监测的手段。农村饮用水监测可以让监测人员第一时间掌握水质指标的优劣变化,降低农村饮用水因污染而带来的威胁,提高农村居民的日常饮水的品质,保障农村居民的饮用水安全。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由多个传感器节点组成的无线网络,通过在选定的监测区域部署大量的节点,从而得到目标监测区域的数据,完成对多个监测点的在线监测。WSN凭借着成本低廉、节点部署灵活等优点,被逐渐应用到了水质监测。本文以农村饮用水监测为研究背景,分析了国内外水质传统监测方法与水质在线监测技术的研究现状。针对传统水质监测中人工定期抽检方法存在的水质监测结果实时性较差,水样抽取费时费力等问题,以WSN为技术手段,设计了一种基于WSN的农村饮用水监测系统。饮用水监测系统主要由两类功能节点构成,其一是搭配传感器用作水质数据收集,称为数据采集节点;另一节点负责以无线通信的方式汇总采集节点的水质数据,再将数据联网上传到水质监测中心的服务器中,供监测人员查询访问。硬件方面,本文分析了农村饮用水监测的功能需求,设计了围绕主控芯片的功能模块电路。软件方面,本文为两类节点设计了工作流程,编写了相关的功能程序,包括各模块配置初始化、无线通信的数据封装与收发等。监测系统移植了u COS-II实时多任务系统,以任务为单位管理节点的功能运作,提高节点的工作效率。同时,针对WSN节点能量受限,有限的问题,本文设计了发射功率自动调整节能机制,配合主控芯片的休眠待机机制以降低节点功耗。本文对饮用水监测系统性能进行了试验测试,试验结果表明,传感器检测的读数与测试溶液标准值的误差小于3.0%;发射功率自动调整机制可以主动调整发射功率等级,减少无线模块发送数据的能量消耗;节点在休眠待机模式下电流降为0.1m A,结合发射功率定点自适应机制,进一步减少节点的电能损耗,与固定发射功率的节点相比,节点的存活时间最高延长了89.6%。同时,本文还对监测系统网站平台的数据更新时延进行试验,结果表明监测系统数据更新时延在12s左右。
其他文献
同源四倍体水稻是由二倍体水稻加倍获得的种质。该种质具有明显的生物学优势,但育性普遍偏低,难以直接应用于生产。本室经过多年努力,培育出高育性的新型四倍体水稻(neo-tetraploid rice)。新型四倍体水稻与低育性同源四倍体水稻杂交,杂种F1不但育性高,而且产量优势明显,具有广阔的应用前景。为了弄清新型四倍体水稻高育性的遗传机理,本研究利用新型四倍体水稻华多3号(H3)和低育性的同源四倍体水
菊叶薯蓣(Dioscorea composita Hemsl.)皂素含量高、淀粉含量高、产量高,是重要薯蓣皂素原料。甾体激素,是仅次于抗生素的第二大类药物;而薯蓣皂素是甾体激素药物中间体的基础原料,素有“激素之母”和“医药黄金”之称。本论文以菊叶薯蓣为原料,针对传统制备技术皂素收率低、酸耗高、环境污染严重等问题,采用双相Fe Cl3水解制备皂素。继而对其废液渣进行厌氧发酵处理,建立薯蓣皂素清洁化生
农业产业一直以来都是河南省的一大经济支柱。清末至民国时期,由于政局不稳、农业生产技术落后、自然灾害影响和大规模病虫害出现,导致当时的河南面临严重的农业危机。河南地方政府为了解决农业危机问题,从清末开始,借鉴保定农事实验机构建设经验,推行建立农事实验机构,以提升农业技术,加快优良作物品种的推广,以达到解决农业危机和推动农业发展的目的。研究清末到新中国成立初期农事实验机构是我们了解这一时期河南地区农业
城市绿地土壤重金属Pb、Cd污染多发,应用低成本、高生物量、高重金属累积量、不进入食物链且具有一定观赏价值的园林木本植物修复城市绿地重金属污染土壤具有重要意义和广阔前景。本研究以大叶桃花心木(Swietenia macrophylla)、铁冬青(Ilex rotunda)、小叶榕(Ficus microcarpa)、台湾相思(Acacia confusa)和海南红豆(Ormosia pinnata
学位
农产品价格的剧烈波动不仅增加了农业参与者面临的经济风险,而且对人民的日常生活产生了不利影响,带来不必要的心理恐慌。农产品价格预测,有利于农业从业者对农产品市场存在的风险做出及时反应,有助于相关机构和政府部门采取及时有效政策对农产品市场进行宏观调控。为了有效提高农产品价格时间序列的预测精度,本文结合农产品价格时间序列预测的特性,研究基于经验模态分解方法的集成预测模型,对目前方法进行改进,以提高农产品
果蔬采摘后,在储运、贮藏过程中容易发生生理和化学腐败,植物催熟剂乙烯的积累是导致其腐烂变质的主要原因。探索高效的果蔬保鲜新技术一直是人们研究的热点。调控果蔬储运环境中的乙烯含量是果蔬贮藏保鲜技术领域中亟待解决的关键问题。半导体以其独特光催化性能而倍受关注,为果蔬贮藏环境中的乙烯彻底脱除或转化为无害形式提供了有效途径。发展光催化分解乙烯保鲜新技术的核心是设计具有高效能的可见光响应型光催化剂。本文以当
民以食为天。然而,鲜有中文文献专业、系统地介绍与食物相关的化学反应,这无疑导致化学课程的教学脱离现实生活,阻碍了大众透过现象看到食物背后的本质。因此,本文重点介绍了为食物带来独特美味及色泽的非酶褐变反应,主要包括焦糖反应、美拉德反应、维生素C的氧化反应等;并从化学的角度探讨食物中与医学相关的分子转变现象,如食盐中碘在体内的转化,反式脂肪酸对健康的影响,酒精的代谢过程等。使化学课程的教学密切联系现实
随着能源工业的发展与各国对环境问题的重视,各类生物质材料因其含量丰富与可再生性等特点,生物质增强复合材料代替传统增强复合材料受到越来越多研究人员的重视。天然纤维素和木质素是自然界含量最多的两种天然高分子,纤维素和木质素作为生物质材料更是符合绿色发展的社会趋势,因而倍受学者们的关注。3D打印是智能制造技术创新的主要驱动力之一,在过去几年中有了惊人的发展,通过该技术可以制作各种形状的材料,在医疗器械、
基于固态照明(SSL)的白光LEDs因其具有的发光效率高、成本低、光谱颜色易调控等优点,正在逐步取代传统的白炽灯、荧光灯,成为下一代照明光源。常用白光LED面临着显色指数偏低和色温较高的问题,寻找高效优异的红色荧光材料非常重要。氮化物荧光粉具有的物化稳定性,优异的热稳定性能,结构多变赋予的光谱颜色多样等特性,成为最适合固态照明应的发光材料之一。常用的红色氮化物M2Si5N8:Eu2+和Ca Al