网络正在深刻地改变人类的生产和生活方式。随着感知识别技术的发展，以传感器和智能识别终端为代表的设备能够准确快捷地完成对物理世界的感知、测量和测控；随着芯片成本的不断降低，可联网的终端数目激增；同时人们对来自物理世界的信息需求也与日俱增，进而希望让所有能够独立寻址的普通物理对象网络化，从而实现人类社会和物理系统的信息整合。于是便催生了一种新型网络——物联网(The Internet of things)。物联网是 “物物相连的互联网”，即通过射频技术、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与因特网连接起来，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种智能网络。 

物联网形式多样、技术复杂、涉及面广，融合了半导体、传感器、通信技术、计算机等多种技术。按照信息获取、传递和处理的原则，可以将物联网划分为感知识别层、网络传输层和应用服务层，各层之间相对独立又紧密联系。网络传输层连接感知层和应用服务层，具有强大的桥梁作用，并要能高效、稳定、及时、安全地传输上下层数据，因此是物联网中重要的基础设施，扮演者重要的角色。网络传输层具有互联网、无线宽带网、无线低速网、移动通信网等网络需求。本书中的ZigBee技术就属于无线低速网络范畴，其能够满足物理世界的联网需求，并已展现广阔的市场前景

2 系统总结构

由于监控点多，分布广，而布线复杂，纯粹采用 GPRS、CDMA等网络又成本高，为此在系统设计中，选用ZigBee技术组建无线传感器网络，考虑到污水处理厂的实际情况，为避开信号传递间房屋等遮挡，适宜采网络拓扑结构，具体包括若干个无线传感器节点、汇聚节点、远程管理节点等。无线传感器节点负责对各参数的测量，并以无线通信的方式发送到汇聚节点，汇聚节点负责对信息汇聚及简单处理，并通过GPRS将数据同时传送到远程管理节点，远程管路节点完成整个监控区域数据的综合分析处理和显示。系统总体构架图如图 2。0 所示。

  图2。0 系统总体构架图

系统的整体结构由ZigBee网络、嵌入式网关和监控中心组成。ZigBee网络中含有两种类型的节点：汇聚节点和水质监测节点。首先，带有水质传感器的各废水监测节点监测工厂排出废水的实时水质参数信息（pH值、浊度、重金属离子量等），并以无线的方式发送给汇聚节点；汇聚节点为整个ZigBee网络的协调者，负责网络的组建和管理，并将水质监测节点发来的水质数据通过串口将数据发送给嵌入式网关，嵌入式网关对所接收到的数据进行处理;然后，通过 GPRS 或 Internet 通信方式将经过处理过的数据发送给监控管理中心;最后，在监控管理中心，用户可以对废水监测节点和嵌入式网关发送控制命令，上位机软件上显示指定工厂的水质信息。如果某一工厂采集到的水质参数超出给定的范围，嵌入式网关通过 GPRS模块向远程管理中心发出报警信息，提醒用户对其采取相应措施。监测管理中点接收来自各个废水监测节点的水质信息，可以实时显示，且有报警、存档和控制等功能。

3 无线传感器网络

3。1 无线传感器网络的定义

无线传感器网络（wireless sensor network，简称WSN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。