的型號(hào)為 0P37GS的運(yùn)算放大器忍片U6的7腳、型號(hào)為0P37GS的運(yùn)算放大器忍片U7的7腳、型號(hào)為 INA128P的放大器忍片U8的7腳與型號(hào)為INA128P的放大器忍片U9的7腳電連接;-15V的輸出 端（即肖特基二極管D8的正端)和聲波信號(hào)調(diào)理電路E06的型號(hào)為0P37GS的運(yùn)算放大器忍片 U6的4腳、型號(hào)為0P37GS的運(yùn)算放大器忍片U7的4腳、型號(hào)為INA128P的放大器忍片U8的4腳 與型號(hào)為INA128P的放大器忍片U9的4腳電連接，-15V的輸出端即肖特基二極管D8的正端和 pH值信號(hào)調(diào)理單元E07中型號(hào)為L(zhǎng)M124J的四運(yùn)算放大器UlOA的4腳電連接。
[0081 ] Zi濁ee通信單元ElO與控制和數(shù)據(jù)處理單元E08中CC2538忍片的RF_P、RF_N腳電連 接;壓力傳感器E02通過(guò)它的信號(hào)線與壓力信號(hào)采集單元E05中的精密可變電阻R58的一端 電連接;聲波傳感器E03通過(guò)BNC接頭連接到聲波傳感器調(diào)理單元E06;抑值傳感器E04通過(guò) BNC接頭連接到pH傳感器調(diào)理單元E07;壓力信號(hào)采集單元E05的輸出接入控制和數(shù)據(jù)處理 單元E08中CC2538忍片的I/O口 19腳即PA3;聲波傳感器調(diào)理單元E06的輸出端（即型號(hào)為 INA128P的放大器忍片U9的6腳)與控制和數(shù)據(jù)處理單元E08中CC2538忍片的I/O 口 20腳PA4 電連接袖值傳感器調(diào)理單元E07的輸出端（即型號(hào)為L(zhǎng)M124J的四運(yùn)算放大器UlOA的1腳)與 控制和數(shù)據(jù)處理單元E08中CC2538忍片的I/O 口 21腳PA5電連接;GPS天線El 1通過(guò)SMA接口 J4 接到時(shí)間同步單元E09上；時(shí)間同步單元E09的21腳RXDl、20腳TXDl分別與控制和數(shù)據(jù)處理 單元E08中CC2538忍片的17腳即PAl、16腳即PAO相連。
[0082]所述的路由器節(jié)點(diǎn)R包括1號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-l、2號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-2、……、1號(hào)路由器 節(jié)點(diǎn)R-M，其中:M為大于等于0的整數(shù)。1號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-I通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綇慕K端節(jié)點(diǎn)E 接收上述各類傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)，并將數(shù)據(jù)傳遞到下一個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)即2號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-2， 依次類推，下面的每一個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)即M號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-M接收上一個(gè)即M-I號(hào)路由器節(jié)點(diǎn) R-(M-I)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳遞到下一個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)即M號(hào)路由器節(jié)點(diǎn)R-M，直至IjM號(hào)路由器節(jié) 點(diǎn)R-M將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞絺鬟f到Zi濁ee-GPRS網(wǎng)關(guān)G，對(duì)于每一次信息傳遞，運(yùn)里的 n < 5，n為路由器節(jié)點(diǎn)傳遞次數(shù)。
[0083] 本實(shí)用新型所述的終端節(jié)點(diǎn)E、路由器節(jié)點(diǎn)R與Zi濁ee-GPRS網(wǎng)關(guān)G組成的Zi濁ee無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)遵循TI制定的ZSTACK2007協(xié)議找，即無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)處理流程與網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)都需要按照Z(yǔ)STACK2007協(xié)議找規(guī)定執(zhí)行。按照Z(yǔ)STACK2007協(xié)議找規(guī)定，ZigBee無(wú)線傳 感器網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)是65535,最大網(wǎng)絡(luò)深度為5,每個(gè)父節(jié)點(diǎn)擁有的子節(jié)點(diǎn)最大數(shù)目為 20,每個(gè)父節(jié)點(diǎn)擁有的子節(jié)點(diǎn)中路由器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為6,也就是從ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G 到終端節(jié)點(diǎn)最多只能經(jīng)過(guò)5個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)，直接連接到ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G和路由器節(jié)點(diǎn)R 的下級(jí)路由器節(jié)點(diǎn)R-M和終端節(jié)點(diǎn)E的數(shù)量最多為20個(gè)，其中路由器節(jié)點(diǎn)R最多為6個(gè)，組成 一個(gè)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)不超過(guò)65535個(gè)。也即N+M< = 65534。
[0084] 路由器節(jié)點(diǎn)R的結(jié)構(gòu)和終端節(jié)點(diǎn)E的結(jié)構(gòu)相同，路由器節(jié)點(diǎn)R與終端節(jié)點(diǎn)E同樣包括 供電單元RO1、壓力傳感器R02、聲波傳感器R03、pH值傳感器R04、壓力信號(hào)采集單元R05、聲 波信號(hào)調(diào)理單元R06、抑值信號(hào)調(diào)理單元R07、控制和數(shù)據(jù)處理單元R08、時(shí)間同步單元R09、 ZigBee通信單元RlO與GPS天線Rll等部分，且每個(gè)單元的電路與終端節(jié)點(diǎn)E的電路相同，路 由器節(jié)點(diǎn)R同樣具有數(shù)據(jù)采集功能，可W采集傳感器信號(hào)。路由器節(jié)點(diǎn)R與終端節(jié)點(diǎn)E之間的 區(qū)別為路由器節(jié)點(diǎn)R的內(nèi)部程序也與終端節(jié)點(diǎn)E不同，它的程序使它具有路由數(shù)據(jù)、擴(kuò)展網(wǎng) 絡(luò)的功能;路由器節(jié)點(diǎn)R還運(yùn)行能量節(jié)約算法，使相鄰路由器節(jié)點(diǎn)R輪流用來(lái)路由數(shù)據(jù)，均衡 使用路由器節(jié)點(diǎn)R能量，盡量延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
[0085] 所述的ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G用來(lái)收集一個(gè)區(qū)域內(nèi)終端節(jié)點(diǎn)E和路由器節(jié)點(diǎn)R發(fā)送來(lái) 的數(shù)據(jù)，再通過(guò)ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中屯、AnZi濁ee通信具有通信距離短的缺 點(diǎn)，而當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)E與數(shù)據(jù)處理中屯、A距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用具有最大網(wǎng)絡(luò)深度限制的路由器節(jié) 點(diǎn)R依次將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中屯、A的方式是不現(xiàn)實(shí)的，需要一種更高效的方式。而GPRS 通信具有接入范圍廣、實(shí)時(shí)在線、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?？蒞采用 GPRS通信方式，將數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)端的ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)上傳到GPRS網(wǎng)絡(luò)，由公共的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送 數(shù)據(jù)，再由數(shù)據(jù)處理中屯、A的GPRS通信單元A03采用GPRS通信方式接收數(shù)據(jù)。
[0086] 參閱圖11，在ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G和數(shù)據(jù)處理中屯、A的GPRS通信單元A03中用到的 GPRS單元都是SIM900A單元。型號(hào)為SIM900的模塊是SIMCOM公司生產(chǎn)的一個(gè)通信模塊，它具 有語(yǔ)音通話、短信收發(fā)、GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)、彩信收發(fā)等功能。型號(hào)為SIM900的忍片的外圍 電路主要包括SIM卡忍片插槽、靜電保護(hù)忍片SMF05C電路和電源電路。
[0087] 所述的SIM900單元包括型號(hào)為SIM900的模塊U3、SIM卡插槽U4、型號(hào)為SMF05C的靜 電保護(hù)忍片呪、電阻R26、R27、R28、電容C7到Cl 5、SMA天線接口巧。
[0088] Zi濁ee-GPRS網(wǎng)關(guān)G由GPRS單元和Zi濁ee單元兩部分組成，其中GPRS單元即為上述 的SIM900單元，ZigBee單元也稱為CC2538單元，其電路與終端節(jié)點(diǎn)E的控制和數(shù)據(jù)處理單元 E08、ZigBee通信單元ElO相同。GPRS單元與ZigBee單元的連接部分為：型號(hào)為SIM900A的忍 片的9腳即TXDJK10腳即RXD_I分別與CC2538忍片的17腳即PAl、16腳即PAO連接來(lái)傳輸數(shù) 據(jù)。
[0089] 所述的數(shù)據(jù)處理中屯、A位于自來(lái)水廠等供水控制機(jī)構(gòu)的專用控制室內(nèi)，用作整個(gè) 系統(tǒng)的控制和指揮，存儲(chǔ)并處理無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳遞的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示管道內(nèi)數(shù)據(jù)變化，對(duì) 泄漏和水質(zhì)的變化進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)水質(zhì)變化或管道泄漏時(shí)及時(shí)作出響應(yīng)。
[0090] 參閱圖4,所述的數(shù)據(jù)處理中屯、A包括數(shù)據(jù)處理與預(yù)警單元A01、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02、 GPRS通信單元A03、控制中屯、A04和響應(yīng)中屯、A05。
[0091] 所述的數(shù)據(jù)處理中屯、A的GPRS通信單元A03從ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G接收管道參數(shù)數(shù) 據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中屯、A的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02，GPRS通信單元A03為一塊電路板， 它可W分成兩部分，SIM900單元和串口通信單元，SIM900單元用來(lái)接收Z(yǔ)igBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G 發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，GPRS通信單元A03的SIM900單元的電路與ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G的SIM900單元 電路相同。串口通信單元用來(lái)將GPRS通信單元A03接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02，即 串口通信單元連接GPRS通信單元A03和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02。
[0092] 參閱圖12,6口35通信單元403與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元402的串口通信電路由型號(hào)為5口3232 的串口收發(fā)器忍片U14、電容巧5、電容巧6、電容巧7、電容巧8、電容巧9、RS232接口組成。
[0093] GPRS通信單元A03的SIM900單元與串口通信單元的鏈接方式為:在電路板上，型號(hào) 為SP3232的串口收發(fā)器忍片U14的9腳、10腳、11腳、12腳分別連接GPRS通信單元A03的 SIM900A的8腳、7腳、9腳、10腳，GPRS通信單元A03的串口RS232通過(guò)串口連接線與數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 單元A02的串口連接。
[0094] 所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02、數(shù)據(jù)處理與預(yù)警單元AOl、控制中屯、A04與響應(yīng)中屯、A05 都是獨(dú)立的服務(wù)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元電腦主機(jī)，它們互相之間采用互聯(lián)網(wǎng)連接。所述的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)單元A02用于存儲(chǔ)所述的管道參數(shù)數(shù)據(jù)，它一般是一臺(tái)服務(wù)器，將各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù) 庫(kù)中。同時(shí)它也是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中屯、，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理 中屯、A的其余部分?jǐn)?shù)據(jù)處理及預(yù)警單元A01、控制中屯、A04、響應(yīng)中屯、A05都是只直接調(diào)用數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02要保持一天24小時(shí)開(kāi)機(jī)，用來(lái)接收、存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)，為數(shù)據(jù)處理及預(yù)警單元A01、控制中屯、A04、響應(yīng)中屯、A05的數(shù)據(jù)調(diào)用提供服務(wù)。
[0095] 所述的數(shù)據(jù)處理及預(yù)警單元AOl，調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的 管道參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析、信號(hào)處理，確定是否真的發(fā)生了泄漏及水質(zhì)變化，根據(jù)管道 數(shù)據(jù)的變化程度判斷泄漏的大小程度，設(shè)定泄漏的不同等級(jí)，根據(jù)結(jié)果對(duì)管道泄漏、水質(zhì)變 化進(jìn)行預(yù)警，將預(yù)警信息發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02，然后數(shù)據(jù)處理及預(yù)警單元AO1運(yùn)行定位 算法對(duì)聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得到泄漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，并將結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ) W備調(diào)用。它在硬件上是一臺(tái)聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理及預(yù)警單元電腦，軟件上主要是泄漏 判決軟件與泄漏定位軟件。
[0096] 所述的控制中屯、A04,調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)管道上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) 情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)數(shù)據(jù)處理及預(yù)警中屯、AOl發(fā)出的各種預(yù)警時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元A02存儲(chǔ) 的管道泄漏、水質(zhì)變化預(yù)警信息及泄漏點(diǎn)位置也都實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，提示控制人員及時(shí)發(fā)布 決策，同時(shí)控制中屯、A03的控制人員向響應(yīng)中屯、A05發(fā)出指令，根據(jù)管道泄漏的等級(jí)對(duì)響應(yīng) 中屯、A05的應(yīng)對(duì)措施作出提示。它在硬件上是一臺(tái)聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)的控制中屯、電腦，在軟件上主 要是管道參數(shù)實(shí)時(shí)顯示軟件，預(yù)警情況與泄漏點(diǎn)位置也在該軟件中顯示。
[0097] 所述的響應(yīng)中屯、A05當(dāng)管道發(fā)生泄漏或水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)情況作出相應(yīng)處理 響應(yīng)。響應(yīng)中屯、A05由數(shù)據(jù)終端、維修人員、各種維修設(shè)備組成。響應(yīng)中屯、A05的數(shù)據(jù)終端對(duì) 管道上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)發(fā)生管道泄漏、水質(zhì)變化情況時(shí)，實(shí)時(shí)顯示控 制中屯、A04作出的各種決策，響應(yīng)中屯、A05的維修人員根據(jù)運(yùn)些決策作出相應(yīng)措施。響應(yīng)中 屯、A05的數(shù)據(jù)終端在硬件上是一臺(tái)聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)的響應(yīng)中屯、電腦，軟件上運(yùn)行管道參數(shù)實(shí)時(shí) 顯示軟件，控制中屯、A04作出的決策也在該軟件中顯示。
[0098] 參閱圖13,基于Zi濁ee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供水管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)步驟為：
[0099] 1.基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供水管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由終端節(jié)點(diǎn)EJigBee路由器 節(jié)點(diǎn)R、Zi濁