0 引 言
我国作为一个水资源缺少的国家，水资源应该得到充沛合理的使用，水文参数监测是水资源合理使用的根底，水域水文参数材料涉及到我国的中心经济利 益。比较于国外的水文监测作业而言，国内水文监测还处于起步阶段。现在的水文监测作业仍是选用比较原始的作业方法，即人工采样, 选用手持便携式监测仪或实验室剖析。这种作业方法存在采样频率低、无法实时监控、不能反映水体水质参数的接连动态改变等缺陷。一起，因为水文参数监测( 如溶解氧、PH 值等) 往往存在散布规模广、不易抵达、取样时刻不固定、取样困难等特色[1]，选用现有人工取样、有线或许无线组网等方法组成测验体系一般都会存在施工困难，维 护确保不容易，以及晋级困难等缺点。
跟着网络技能和通讯技能的快速开展，物联网技能因为其短距离传输、低复杂度、低功耗、自组网等特色，被广泛使用在工业操控环境检测与预告、修建 物状况监控、医疗护理、智能家居、空间探究以及军事等范畴。物联网终端节点本钱低价，能够很方便地完结不同水域布置，并能确保数据收集的广度和精度，可为 大规模水文材料监测供给数据根底[2]。为此，针对水文参数整体及部分监测的需求，本文提出了以水文参数检测传感器作为终端测验节点，以物联网技能作为通 信渠道，并以Linux 体系作为软件根底渠道来构建水文参数监测体系，然后完结对区域水文参数的长途实时检测。
1 硬件监测渠道构建
根据物联网技能的水文参数监测体系的硬件架构首要包括水文参数终端节点( 水温测验、溶解氧测验等)、网关路由节点( 中心网关、边际网关)、长途中心监控节点等三个首要部分, 每种节点完结不同的功用。根据物联网技能的水文参数监测体系与传统水文参数监测体系的不同，首要表现在新的水文监测体系的终端节点的电源办理、网络路由算 法、网络通讯协议以及中心监控软件体系的不同。根据物联网技能的水文监测体系结合了最新网络技能和水文参数监测技能，通讯作业频段统筹了我国和国际标准， 首要包括780
图1 水文监测物联网体系拓扑图
在根据物联网的水文监测体系中，终端节点由许多功用相同或不同的水文监测传感器节点组成，水文监测传感器是整个监测体系的硬件根底，可用于完结多种水文参数的检测。现在的体系规划中包括水温(Campbell 公司的109温度传感器)、水位( 压力式水位传感器)、PH 值(CS525)、溶解氧(Hamilton公司的243111-OXYGOLD G ARC 225 溶解氧传感器)，并预留了其它水文参数测验的软硬件终端接口，如流速、浑浊度等参数。终端节点经过传感器可将水文参数转变为数据调制信号，然后对射频信号进行调制，并发生已调信号，然后将已调信号经过终端节点的天线发送到网关节点进行数据的交融和会聚。
每一个水文监测终端节点都包括数据收集模块( 传感器，在本体系规划中首要指水温、水位、PH 值、溶解氧传感器)、数据处理和操控模块( 微处理器、存储器)、通讯模块( 无线收发器) 和供电模块，首要规划要求是低功耗，高可靠性，具有自组网功用。因为终端节点体积小，因此电源容量也十分有限，然后在规划中有必要充沛考虑到节点的节能优化 技能，进步单位节点的作业时刻，节约节点的能耗以及选用合理的网络协议。在规划中归纳考量终端节点的可靠性、经济本钱等多方面要素，终端节点可选用 Chipcon 公司的CC2430 芯片作为操控中心，该芯片以IEEE 802. 15. 4 协议为根底，整合了射频(RF) 前端、内存和微操控器[5], 在本体系中可别离对水温、水位、PH 值、溶解氧等水文参数传感器进行操控，并终究完结参数测验。一起，也能够根据需求进行其他参数测验，所需求的作业仅仅参加不同的水文参数测验终端节点而 已。
网关路由节点用于完结整个水文监测物联网区域子网段的自和谐组网以及信息处理。在水文监测物联网树立过程中，因详细使用环境不同，其作业测验的 要点也不同，故对不同的子网段，需求独自进行设置。首要应由各个网关节点初始化该段子网，以防止各个终端节点之间的彼此搅扰，以及与其他作业相同频道设备 间的信号搅扰。网关节点经过给每个终端节点网络指定不同的物理地址来区别不同节点，当整个网络使用后，网关节点会守时发送查询指令，在发现新的网络节点 后，体系会主动参加网络节点列表，一起发送新的路由表。
除具有自组网特色外，网关节点还担任第一步的信息剖析及处理，并将处理后的数据存储到嵌入式数据库以备查询。网关节点一般个数有限，一般对功耗要求不严厉，能够选用多种通讯方法与其他网络节点进行通讯( 如Internet、卫星或移动通讯网络等)。在水文监测物联网体系中选用星型拓扑规划，能够在一个较大的水域规模内设置中心网关路由节点，以别离完结对边际网关节点的水文数据包信号的中继和转发[6]。
