Page 188 - 废水处理技术及水生态环境保护

第六章 现代技术在水环境监测工作中的应用

第三节 无线传感器技术在水环境监测中的应用

一、无线传感网络技术概述

（一）网络结构
对于无线传感网络而言，其基本由传感器节点、汇聚结点、任务管理节点三
部分组成。这三部分分别在无线传感网络中承担不同的作用，对于无线传感网络
功能的发挥具有决定性作用。在无线传感网络结构中，传感器节点的数量最多。

而从不同部分的作用和功能来看，传感器节点是基础构成，汇聚节点是信息中介
和处理器，任务管理节点是最终的信息裁决者。具体来讲，所谓的无线传感网络
也是基于这些放置在不同区域和位置的传感器节点而构成。这些传感器节点能够

搜集所检测区域的相应信息，并借助其他节点实现信息的传递与共享，从而实现
整个监测区域的实时动态监管。在传感器节点分享完某一阶段的监测信息后，会
通过汇聚节点实现信息的统计与处理，最终由汇聚节点与任务管理节点进行串联，

实现无线传感系统的管理与控制，确保信息传输无误。在这种结构中，对于传感
器节点而言，最重要的是其软件与硬件的设计，直接决定了整个无线传感网络功
能的发挥与实现；对于汇聚节点而言，则要求具有较高的数据处理、统计和传输
功能，以便能够完整地进行监测信息的传达；对于任务管理节点而言，更为看重

的是分析、计算以及运营功能，要能做到稳定、可靠、高效。只有这三部分都满
足要求，整个无线传感网络才能保持稳定，最终发挥水环境实时监测的作用。在
设计中，注重传感器节点、汇聚结点、任务管理节点三部分的软硬件设计，在经

济允许的条件下尽可能地选择耐久度较高、稳定度高的设备和材料。
（二）网络节点
无线传感器网络节点的主要功能便是信息的采集与处理，并将采集和处理后
的信息进行运送和传输。基于此，无线传感器网络节点由四部分构成，分别是传

感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供给模块。四大模块又分别由多个
发射器构成，有的发射器用于内部信息的传递与处理，有的发射器用于外部信息
的采集与存储。但在这三个模块中，它们各自承担不同的作用：传感器模块主要

负责所要监测区域内信息的采集和信息处理；处理器模块的主要功能是确保信息
之间的交流与传递不会出现偏差和失误，以保证信息传递过程中的稳定性和可靠

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