基于无线传感器网络的农村供水厂水质监测节点的设计

湖南农业大学学报(自然科学版)2016，42(2)：212—216．DOI：10．13331／j．cnki．jhau．2016．02．020JournalofHunanAgriculturalUniversity(NaturalSciences)投稿网址：http：／／xb．ijourna1．cn基于无线传感器网络的农村供水厂水质监测节点的设计李亮斌，姜晟，王卫星，，，陈华强，焦国辉(1．华南农业大学电子工程学院，广东广州510642；2．国家生猪种业工程技术研究中心，广东广州510642；3．南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室，广东广州510642)摘要：为解决目前农村供水厂监测所存在的无线通信障碍、污染预警滞后和成本高等问题，设计了一款无线传感器网络节点，用于组网实现农村供水厂水质的监测。节点以STM32F103ZET6为核心，WLK01L39射频芯片及其外围电路作为无线通信模块，传感器模块由美国ASI公司的水质溶解氧、pH、温度复合传感器以及GlobalWater公司的WQ730浊度传感器组成。为节点编写了通信协议、时间同步算法和应用程序。在软件设计上，节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。对节点的功耗和通信距离进行了分析和测试，组网试验结果表明，节点运行稳定可靠，组网系统在空旷地带有效通信距离达到500m，节点平均工作电流低于50mA，休眠电流低于25A。关键词：无线传感器网络；农村供水厂；水质监测；节点设计中图分类号：TP212．9文献标志码：A文章编号：1007—1032(2016)02—0212—05DesignofwirelesssensornetworknodeformonitoringwaterqualityofruralwatersupplyplantLiLiangbin，JiangSheng，WangWeixing，，，ChenHuaqiang，JiaoGuohui(1．CollegeofElectronicEngineering，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforBreedingSwineIndustry,Guangzhou510642，China；3．KeyLaboratoryofKeyTechnologyforSouthAgriculturalMachineandEquipment，MinistryofEducation，Guangzhou510642，China)Abstract：Awirelesssensornetwork(WSN)nodeisdesignedformonitoringofruralwatersupplyplantinordertosolvetheproblemsofwirelesscommunicationbarrier，postponedpollutionwarningandhighcost，etc．ThenodeusesaSTM32F103ZET6asaprocessingcore．aWLK01L39RFchipwimperipheralcircuitsaswirelesscommunicationmodule，andasensormoduleconsistingofamutifuctionalsensorfromAmericanASIfordissolvedoxygen，pH，andtemperature，andaWQ730turbiditysensorfromGlobalWater．Thecommunicationprotocol，timesynchronizationalgorithmandapplicationprogramaredesignedforthenode．Asleepingandwakingupworkmodeisappliedtoreducepowerconsumption．Thecommunicationdistanceandpowerconsumptionofthenodeweretestedandanalyzed．Theresultsshowedthatthenodeworksstablyandtrustfully．Theavailablecommunicationdistanceisupto500mintheopenareaTheaverageworkingcurrentislowerthan50mAaswellasasleepingcurrentlowerthan25uA．Keywords：wirelesssensornetworks；ruralwatersupplyplan