基于物联网的水质在线监测系统设计
2 硬件电路设计
2．1 水质传感器选型
以养殖用水为例，一般需要对水环境中的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项基本参数进行监测。本系统选用北京联创与中国农大开发的、具有测温和温度补偿功能的PH10、TS10、WL10、DO10四类智能传感器来对水的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项参数进行监测。四类传感器均可通过RS485总线接收来自外部MCU的控制指令，然后返回测量原始值、温度值、工程值等三个参数，因而可以大大简化感知层的设计工作。
2．2 CC2530节点的接口电路设计
本系统的ZigBee节点选用成都感智信息技术有限公司的CC2530节点，该类节点带有CC2591增益放大模块，最远通汛距离可达1 km。由于CC2530不支持RS485通讯，因而需要设计RS485转3．3 V TTL电路，图2所示就是CC2530无线节点与RS485传感器的接口电路。其中，5．0 V直流电压主要为传感器供电，3．3 V直流电压为CC2530节点供电。通讯接口转换芯片选择MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530与RS485总线的隔离，R8、R9用于采样电源电压以便服务器端能实时判断节点的供电情况，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等为RS485总线匹配电路。本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/153581.htm
2．3 增氧机控制电路设计
系统中的增氧机控制电路如图3所示，CC2530节点通过P0．1控制光耦T1，并驱动Q1控制继电器J1，从而控制增氧机电源的通断，达到启动／停止增氧机的目的。
另外，还需要设计系统传输层无线网关，一般的传输层无线网关应当内置有CC2530通信模块、S3C2440控制器、MG323 GPRS通信模块，并设计有存储、电源管理，以及以太网接口。
3 软件设计
本系统的软件由感知层WSN软件子系统、传输层ZigBee／GPRS软件子系统和应用层水质信息管理系统等三部分构成。
3．1 感知层WSN软件子系统
感知层WSN软件子系统是根据表1所示的通讯协议，基于ZigBee 2007Pro开发的具有自组网功能的星型网络。其中，帧类型主要有节点入网、获取网络参数、获取传感器参数、调节水质参数等。表1所列是系统的WSN数据帧格式。表2和表3所列是其水质传感器的通讯帧格式。只要在下行链路中下发指定格式的指令，便可通过上行链路获取到如表3所列的返回数据，进而提取出原始值、温度值、工程值等参数。
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