我国是地震多发地区,“512汶川地震”后,与地震相关的预测、救援、环境监测等工作显得愈发重要。如汶川地震发生后,环境保护部下大力量加强地震灾区环境监测的力度,并调集其他省市的环境监测力量加入到震区的环境卫生监测工作中,同时发布了《地震灾区饮用水安全保障应急技术方案》等技术文件用于指导灾区环境监测、卫生监察等工作,应对地震可能引发的次生环境灾害,由此可见,震后环境监测是一项关系到灾区人民生命安全的重要工作,应该给予高度重视。本设计关注对震后局部城区进行环境自动监测,预防瘟疫、毒气泄漏、水源污染等次生灾害的发生。ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低成本、结构灵活、易于扩展的自组织无线网络技术,该技术主要应用于低速率无线网络,尤其适合搭建无线传感器网络,通过ZigBee无线数据传输网络的快速架设,可将各观测点的温度、湿度、有毒气体浓度、水源质量等多种参数及时汇总上报,最终,在无人值守的情况下,实现对震后局部城区的实时环境监控。本文首先对国内外的震后环境监测、无线网络技术的发展现状进行调研,提出震后环境监测系统的要求是采用一种易布建的低成本无线网络,同时要求其具有低耗电量的特性,通过比较选择出最适合搭建震后无线传感网络的ZigBee技术,ZigBee技术的主要优点有:省电(两节五号电池支持节点工作长达6个月到2年左右的时间)、可靠(采用了碰撞避免机制,避免了发送数据时的竞争和冲突)、成本低、时延短(通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短)、网络容量大、安全(ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用AES-128,同时各个应用可以灵活确定其安全属性)。在分析了ZigBee无线网络的体系结构、特点及其物理层、MAC层、应用层和网络层规范的基础上对ZigBee局部环境监测系统做出总体设计,该系统主要包括传感器信号采集和ZigBee传输网络两部分,其中信号采集部分可采集温湿度、有害气体和水源质量等(其中温湿度传感网络可布设在火灾预警点附近,有害气体传感网络布设在可能的有害气体泄漏点,如化工厂等,水源质量传感网络布设在灾民集中的多个水源饮用点),最后介绍了ZigBee无线网络节点的硬件组成和软件开发流程,并搭建出震后局部环境监测示范系统。本设计的创新点是提出了在重大灾害发生后,如何快速布设一种无人值守的、经济可靠的局部环境自动监测网络,该系统具有近实时、功耗小、费用低的优点,能够将人力资源从震后环境监测的工作中解放出来,在未来的地震救援、重建工作中具有一定的实用价值。