1。2 国内外污水排放监控系统研究现状

1。3 WSN技术概述

1。3。1无线传感网络的概念

无线传感网络(wireless sensornetwork，WSN)系统是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了无线传感技术、嵌入式技术、现代网络与无线通信技术、分布式信息处理等技术。无线传感网络是由部署在检测区域内的大量廉价无线传感节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中的感知的对象信息，并且发送给观察者。无线传感器网络由传感器、感知对象、观察者三要素组成。ZigBee、wm、FSK、Bluetooth等无线通信技术均可以应用于WSN无线传感网络，但是ZigBee以其低速率、低功耗等特点更适合污水参数采集的应用。

1。3。2 ZigBee技术特点

 ZigBee是一种比较新型的无线网络技术，该无线网络具有短距离、低成本、低功耗、低传输速率等特点[8]，具备简单、省电、成本低等相关协议物理层规定的所有优点[9]；应用领域广泛，包括现代智能化家居、工农业的检测与控制、医疗卫生监测等场所等；ZigBee有3个频段可供使用，欧洲大部分国家使用具有1个信道的868MHz频段，美国一般使用具有10个信道的915MHz的频段，中国采用的是具有16信道的2．5GHz频段，所有频段均免申请免使用费。ZigBee协议制定的目的是为了应用于无线连接的低功耗检测系统和控制系统。ZigBee技术因为受本身技术性质的影响，网络的带宽仅有250Kbps，比较适合短距离的低速率应用。在低信噪比的环境下，ZigBee的误码率非常低，抗干扰能力非常强，增强了网络通信的可靠性。

因为ZigBee的传输带宽较低，因此比较适合应用于如工业控制等低速率传输。ZigBee的网络节点理论可达6万多个，组网能力非常强，在组建大规模网络方面具有独到的优势。ZigBee技术同同类的无线网络技术相比具有如下几种特点：

(1)低速率：传输速率10．250Kbps，专注于低速数据传输方面的应用。

(2)功耗低：同样处于正常工作模式下，电池寿命高出其它方式近百倍。

(3)低成本：ZigBee芯片价格便宜，降低硬件成本。

(4)网络容量大：网络理论上可容纳6万多个设备。

(5)时延短：不管是搜索设备的时延还是休眠激活时延以及设备信道接入时延均为10ms级别。

(6)对干扰的能量进行检查，采用跳频技术，增加通信的可靠性。

(7)数据安全：完整性对数据进行全面的检查，采用AES．128加密引擎，可由用户自己 设定其安全属性。

(8)212作频段灵活：有三个频段可供使用，在中国采用的是2．4GHz，带宽为250Kbps，带隙5MHz，具有16个信道。

1。3。3 ZigBee技术应用领域

ZigBee的技术特点使其在一些方面显示出巨大的优势，其出发点就是建立一种易布置的低成本的无线网络，适合的应用领域如下：

(1)智能家居的控制：对空调、热水器、电视、报警装置等家居设备的一体化远程控制将更加方便人们的生活。烟尘和有毒气体的自动检测可以提高家庭和工作环境的安全性。

(2)消费性电子产品：可以集成电视、家庭影院、游戏机等电子电器的无线遥控。

(3)PC外设：ZigBee键盘、ZigBee鼠标以及游戏操作杆等。

(4)I业检查控制：智能抄表系统的广泛应用将大大方便人员的工作。利用传感器采集工业信息经过ZigBee传输的模式将节省大量人力物力。

(5)医疗设备控制：血压、脉搏等人体医疗信息的无线传输，将大大提高对病人的身体监测能力。