ZigBee和GPRS技术在无线水文监测系统中的应用研究

水文监测技术是水利水文信息化的重要基础,它为水利工程的安全运行提供了保障,在防灾减灾、水资源科学调度等方面发挥着极其重要的作用。为了满足水文监测自动化、网络化的需求,本课题结合ZigBee技术和GPRS技术的特点和优势,提出了一种新的设计方案,设计和实现了基于ZigBee和GPRS技术的无线水文监测系统。 本文根据无线传感器网络的基本理论和水文监测系统的实际需求,给出了系统的整体设计方案,对系统的硬件和软件进行了详细的分析和设计。系统的节点包括网络协调器节点和传感器终端节点。网络协调器节点采用高性能的ARM7微控制器LPC2210,并移植了嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统和ZigBee协议栈SMAC,搭建了软件开发平台。系统在该软件开发平台的基础上,重点分析了操作系统下多任务应用程序的开发,根据软件设计流程给出了关键程序流程图和部分源代码。系统在最后给出了ZigBee在水文监测系统中的应用实例,选用感应式数字水位传感器构建传感器终端节点,分析了终端节点的软件设计,并对该应用实例进行了实验分析。 系统将各个水文监测终端组成测量网络,实现ZigBee无线组网,通过ZigBee网络协调节点以GPRS方式与监控中心通信,从而构建一个基于ZigBee和GPRS的无线水文监控系统。本系统能够实现ZigBee和GPRS的优势互补,实现水文数据短距离采集与数据的远程传输相结合,大大节省了系统的成本。经实验验证,本系统通讯距离满足大部分水文监测需求,具有高的可靠性,能方便的实现水文监测的网络化。将ZigBee和GPRS相结合,来实现水文的远程监测是一个非常理想的解决方案,对水文监测的发展有着非常重要的意义。