面向無線傳感器網絡的水環境監測體系分析

劉釗琳李詠悅

（1梧州市水環境監測中心 廣西梧州 5430012賀州市桂源水利電業有限公司信都分公司 廣西賀州 542813)

水資源與人類生活息息相關，人體血液中的水含量高達90%，是構成人體的基本要素之一，然而隨著工業的發展，眾多水資源被浪費被污染，這直接對人類的發展構成威脅。因此我國及世界其他國家已經開始對水資源加以重視、保護和開發。無線傳感器涵蓋了傳感技術、現代網絡和無線通信技術，是一種熱門研究領域。利用它所構造的水環境監測原型系統設計方案，具有節約成本、快捷方便、針對強等特點，這對我們獲取相關數據，管理水資源的設計和開發都具有重大意義。

1 水環境監測技術的研究現狀與發展趨勢

1.1 國內發展現狀

我國目前現有的四種檢測方法是采用便攜式水質檢測儀人工采樣、實驗室分析；采用由監控中心組成的水環境自動檢測系統；采用遙感技術進行水資源監測；采用水生物監測水質技術等。以上四種方法都存在著不同程度上的缺點，無法對復雜多變的水環境進行大規模準確有效地實時在線監測。

1.2 發展趨勢

由于現行的水環境監測方法手段都存在著不同程度的缺陷，無法滿足大面積、較復雜的以及人類無法到達的水域，因此無法滿足在線監測的需求，使得我們無法對水環境進行有效地環境質量檢測。因此，需要重新發展一種技術來滿足這一方面的需求。無線傳感器網絡技術的發展為此提供了技術支持。無線傳感器具有以下幾個方面的優點：

1.2.1 系統成本低，主要表現在設備和人工的費用大大降低；

1.2.2 監測部署快捷，無需進行鋪設電纜和建立監測子站的施工，把對水體生態環境的影響降到了最低，對水環境影響較小；

1.2.3 多水質參數采集。監測精度高,采用不同傳感器進行檢測，大大提高了檢測技術的精確度；

1.2.4 監測網絡可靠性強，適應性強。

1.3 國外研究現狀

許多國家包括美國、日本、英國等都在水污染自動監測系統上有了相當規模的應用，許多大學的研究人員在校內的湖泊內設置了水資源監測節點，利用無線傳感網絡監測節點對湖水的溫度、pH值等進行數據采集，每隔一段時間傳感器節點自動將數據進行傳輸發送。與此同時。世界上越來越多的國家和地區將無線傳感技術、網絡通信技術、數據庫技術等應用于水資源監測，建立了包括水資源環境指標等項目在內的在線信息監測系統。

2 研究目的及重要性分析

目前通過定點取水樣的方法對水資源進行檢測，但是由于人力、物力等方面的限制，不能保證所測數據的準確性以及時性，難以對水資源進行全方位的檢測與控制。同時由于前面所檢測到的數據已經存檔，不能大批量查詢、搜索和統計。雖然部分建有電子文檔，但也只能簡單的停留在檢索和統計層面上，不能為管理人員提供具有決策和分析幫助的數據功能。因此有必要加強對水資源參數監測和水環境治理等工作。同時加強對無線傳感器水污染監測系統的研究，能夠體現現代水環境檢測手段的科學化。無線傳感網絡對水資源的監測可以實現連續的實時監測，可以為環保管理部門提供科學的數據，這有利于水資源的檢測，有利于水污染的改善。無線傳感技術的應用不僅在水資源監測中提供了數據支持，而且極大地改善了當前被污染的水質，相信在不久的將來，隨著無線傳感技術的進一步發展，世界上可利用水質會不斷增加，進而改善當前現狀。

3 無線傳感器網絡的基本原理和可行性分析

本文主要針對當前的水污染現狀，提出了一種關于無線傳感器網絡水資源監測的新的解決方案。該方案應用了現代傳感器技術、數據庫技術、自動測量技術等新技術，在檢測區域內安裝了無線傳感器監測節點，采集、分析和整理了相關數據，將所得到的數據定時發送到水污染控制中心，為后續工作提供理論依據和方法指導。通過對PH值數據的采集和處理，為數據中心提供了必要的數據，為我國水資源監測工作提供了必要的理論支持；把數據傳輸到監測中心，有利于加強對整個水資源過程的控制，實時監測，及時發現與解決問題；通過安裝無線傳感器節點，減少了人力資源的投入，在一定程度上降低了成本支出；在獲取水質的過程中采用了高性能單片機，這有利于數據獲取的準確性和嚴密性。

4 無線傳感器網絡對水資源監測

4.1 根據廣西當前基本國情和發展現狀，制定出當地開展水資源環境檢測的長遠規劃和發展戰略，并整理出階段性計劃；

4.2 建立并完善周邊水資源管理系統；

4.3 發展公共環境水質查詢系統；

4.4 完善水環境下的電子收費、監控、信息查詢等服務。

5 結語

當前水環境污染監測已經迫在眉睫，針對特定的水資源建立有針對性的水資源監測節點是很有必要的，加強對當前水資源的控制，不僅有利于日常生活的改善，而且有利于我國經濟進一步的快速發展。進一步完善無線傳感網絡技術，不僅要制定相應的計劃，而且要極大地提供技術和資金的支持。相信在不久的將來，隨著無線傳感技術的進一步發展，我國的水資源利用率也會進一步提高，這更加有利于環境系統的改善。

[1]傅昊.面向鋼軌監測的無線傳感器網絡網關設計[D].大連理工大學,2013.

[2]王詩博.基于無線傳感器網絡的水環境監測原型系統的設計[D].南京郵電大學,2013.

[3]謝啟順.水資源監測物聯網平臺的設計[D].哈爾濱工業大學,2014.