鄱陽湖水質檢測的無線傳感網絡設計
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由于鄱陽湖水域寬闊，包括贛江（外洲站）、撫河（李家渡站）、信江（梅港站）、昌江（渡峰坑站）、樂安河（石鎮(zhèn)街站）、修河（永修站）、西河（石門街站）及博陽河（梓坊站）等區(qū)域，目前采用的水質檢測方法為派人到各區(qū)域取水樣，然后放在專門的實驗室檢測。這樣不能實現對湖水連續(xù)檢測，而且效率不高。本文提出了水質自動檢測的無線傳感網絡設計方案，可以實現對水質的自動檢測，而且檢測的數據可以通過GPRS網絡發(fā)送到環(huán)保部門指定的接收點的計算機，利用該處計算機的軟件對檢測的數據實時顯示，并通過Internet網絡實現數據共享，實現數據多級管理。
1 系統(tǒng)總體結構
水質無線傳感器網絡檢測系統(tǒng)采用兩級體系 ,一級為環(huán)保部門指定的接收水質檢測數據的計算機（上位機）,二級為水域的水質監(jiān)測站。上位機負責監(jiān)視、管理和控制水質監(jiān)測站;水質監(jiān)測站負責水質數據的采集和數據傳送工作。上位機和水質監(jiān)測站之間采用GPRS無線傳輸方式進行數據通信。由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡,上位機配置固定的 IP 地址，各水質數據采集點使用移動通信公司統(tǒng)一的 SIM 卡,同時在上位機中利用編寫的系統(tǒng)數據庫保存相關水質參數數據，對信息進行統(tǒng)計處理，產生各種報表輸出,支持24小時實時在線,實現信息采集點每隔20 min傳送采集的水質信息數據,并可以將數據進行圖形化顯示，實現水質數據的地圖化、可視化。單點檢測點與上位機系統(tǒng)組成結構如圖1 所示。
2 硬件設計
2.1 CPU模塊設計
鄱陽湖的水質保護的重要性對水質檢測提出了速度快 、測量準確的高要求。CPU是整個水質檢測的“心臟”和 “大腦”。作為整個系統(tǒng)的中樞，接受所有來自水質傳感器的信號和數據，并對各個數據進行處理，最終發(fā)送給GPRS模塊。采用高性能的CPU芯片可以使水質檢測的工作效率大大提高。本設計采用了一款三星公司的ARM 內核芯片S3C44B0, 其工作效率是普通8位單片機的 4~5倍 ,非常適合于水質參數的處理。S3C44B0是基于ARM7TDMI-S內核的一款CPU，32位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使代碼能夠在最大時鐘速率下運行。從整體性能看，采用S3C44B0芯片設計的原因在于其速度快、調試方便、運行穩(wěn)定。S3C44B0與其他外部設備連接信號線如圖2所示。
2.2 水質傳感單元設計
水質的好壞由pH值、渾濁度等參數決定，其中pH值為十分重要的參數，pH計電路如圖3所示。
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