致  谢 23

1  前言

1.1  课题的研究意义及价值

水产养殖对水质的要求很高，尤其是在大规模工厂化的养殖中。国家每年都要花费大量的金钱人力来改善水质，在水产养殖方面，温度、酸碱度、溶氧量等参数对水产养殖有着至关重要的影响，测量和控制这些水质参数是我们当前必须要解决的问题。

目前，我们监测水体大部分工作还是靠人工，人工成本大，效率不高，夜间，鱼类活动比白天迟缓，所以夜间会容易发生水体缺氧、酸碱度升高等问题；并且人工监测存在很大的误差，信息不准确。综上所述，单单依靠人工检测水质的方式，投入较大，又不太现实。所以本文提出以无线传感网络技术结合计算机技术的方案实现对水质的无线监测，以较少的资金和人力投入提高水质监测的实时性和灵活性。

本文设计的系统中，节点采用TI公司生产的无线收发芯片CC2530芯片，低成本的构建无线传感网络，无需布设复杂的通信线路，节点自动实现多点对多点组网， 采集的数据可以通过上位机监测中心直观的显示，实现对水质的实时监测。

1.2  国内外研究现状

国外对无线传感器网络的研究是在20世纪70年代开始的，和很多技术一样，无线传感网络起先也是应用在军事领域，当时研究的传感器网络节点功能相对简单，节点之间只进行单一通信，即点对点的数据通信。20世纪80年代，美国国防部开始对无线传感网络技术进行研究。之后，WSN受到了越来越多人的关注。很多有名的高校都开始了对无线传感网络的研究，成立了具有针对性的实验室和研究组织。很多实力强劲的公司也加入到研究无线传感网络的研究中来，推动的无线传感网络技术的发展。

世界各国的研究机构都也都先后进行了对无线传感器网络技术的研究。欧洲在第6个框架计划中将“信息社会技术”作为优先发展的领域之一，其中多处涉及ZigBee网络的研究。

我国对无线传感网络技术的研究起步较国外晚，1999年我国正式开始对无线传感网络进行研究，并列为科学院重点项目。我国学者非常重视无线传感器网络方面的研究，国内多所著名高校和科研机构均已开始了无线传感网络的研究并且都有一定的研究成果。我国对无线传感网络的研究非常重视，2006年发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》中多处涉及无线传感网络。2002年，由多方参与创立了ZigBee联盟，创始者包括ZigBee技术的各个环节，推动了产业和技术的发展。在2004年，ZigBee联盟底发布了ZigBee协议1.0版本规范，两年后发布了ZigBee协议1.1版本规范，2007年10月发布了ZigBee Pro版本规范。论文网

1.3  无线传感网络介绍

1.3.1  无线传感网络概念

    无线传感网络是由一定区域内大量的低成本、低功耗、小体积传感器节点组成的通信网络。各节点之间相互通信，并可实现多跳自组织通信。以此来到达是协作的感知、采集和处理区域范围内监测对象的信息，发送给观察者或用户的目的。由此可知传感器网络是由传感器、感知对象和观察者三个部分构成的。

1.3.2  无线传感网络特点

 (1) 大规模

一方面，无线传感网络覆盖区域大；另一方面，单位面积内拥有的网络节点数多，部署密集；这就促成了传感网络大规模。

 (2) 自组织

在无线传感网络中，节点之间没有等级或优先级的分别，节点的功能地位都是相同的，各节点通过特定的算法来实现协调工作，在没有其它预置的网络设施的情况下，节点本身就可以自动组织成传感网络。