基于WSN的污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?pdf

1、水是人類社會(huì)生存和進(jìn)步不可替代的資源與保障。通過(guò)對(duì)城市污水快速高效的處理，不僅可以保障城市穩(wěn)定持續(xù)地供水，也可以使有限的水資源得到循環(huán)利用，達(dá)到生態(tài)環(huán)保的目的。針對(duì)傳統(tǒng)的污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在花費(fèi)造價(jià)高、自動(dòng)化程度低、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不能及時(shí)采集等缺陷，本文提出了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)的污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并重點(diǎn)研究與改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ā?br>　　課題源于陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，對(duì)西安市

2、第三污水處理廠污水水質(zhì)實(shí)施監(jiān)測(cè)。在此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，高效優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制，既能有效減少傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗，也為監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議和路由協(xié)議效率的提高、時(shí)間同步和數(shù)據(jù)融合等方面的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。本文對(duì)多種經(jīng)典拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行分析對(duì)比，結(jié)合污水監(jiān)測(cè)過(guò)程的性能要求，選擇使用低功耗自適應(yīng)算法(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH)。針對(duì)LEACH算法在簇頭數(shù)目的選擇隨經(jīng)驗(yàn)確定、簇頭節(jié)點(diǎn)等概

3、率隨機(jī)選舉機(jī)制和單跳通信的數(shù)據(jù)傳輸方式三個(gè)方面的不足，提出了一種基于最優(yōu)簇頭數(shù)目、能量和距離及多跳傳輸方式的改進(jìn)LEACH算法。
　　利用MATLAB軟件，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分別從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、網(wǎng)絡(luò)工作壽命和網(wǎng)絡(luò)剩余能量三個(gè)方面對(duì)LEACH算法和改進(jìn)算法進(jìn)行比較分析。仿真得到的結(jié)果表明:相較于LEACH算法，本文提出的改進(jìn)算法對(duì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，使節(jié)點(diǎn)分簇更加均勻，延遲了死亡節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)時(shí)間，有效降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，增加了