基于无线传感器网络的海洋水环境监测系统的设计

基于无线传感器网络的海洋水环境监测系统的设计

基于无线传感器网络的海洋水环境监测系统的设计
引言

近几年来，随着海洋事业的迅速发展，海洋环保已经提上议事日程。因此，海洋水环境
监测成为人们越来越关注的焦点。

无线传感器网络广泛应用于军事侦察、环境监测、目标定位等领域，能够实时地感知、
采集和处理网络覆盖范围内的对象信息，并发送给观察者。它具有覆盖区域广，可远程
监控，监测精度高，布网快速和成本低等优点。把无线传感器网络技术应用到海洋水环
境监测系统中，是人们近几年来研究的焦点。

Zigbee与其他的无线通信标准相比，适用于吞吐量较小，网络建设投资小，网络安全性
高，不便于频繁更换电源的场合。在工业控制领域利用传感器基于Zigbee技术组成传感
器网络，可以使得数据采集和分析变得方便和容易。Zigbee网络用于传感网络的组建很
重要的一点在于它的低功耗，其发射功率仅为0～3．6dBm；它的通信距离可达30～70m，
具有能量检测和链路质量指示能力，可以自动地对自身的发射功率进行调整，可以在保
证通信链路质量的前提下最小地消耗能量。网络功能是Zigbee最重要的特点，也是与其
它无线局域网标准不同的地方。在网络层方面，Zigbee的主要工作在于负责网络机制的
建立与管理，并具有自我组态与自我修复功能。

IEEE802．15．4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250kb/s)、工作在2．4GHz和868
/928MHz的无线技术，网络层以上协议由ZigBee联盟制定，IEEE802．15．4负责物理层和
链路层标准。完整的zigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、以及数据
链路层和物理层组成。协议栈结构如图l所示。
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1 传感网络的构成

本文设计的无线传感器网络的组成包括传感器节点、汇聚节点和网关节点，主要负责探
测海洋区域内的各种情况，包括油污检测、浊度测量、化学需氧量测量、