第２２卷 第２期 Ｖｏ１．２２ Ｎｏ．２ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１４年１月 Ｊａｎ．２０１４ 基于Ｍｏｄｂｕｓ远程监控的水质在线监测系统的设计与实现 张飞 －一，张云 ，韩彦岭 ，袁国良 （１．上海海事大学信息工程学院，上海２０１３０６；２．上海海洋大学信息学院，上海２０１３０６） 摘要：论文讲述了当前水质监测的重要性以及研究开发的监测设备的特点。重点介绍了监测设备中前方监测设备的 组成和所使用的原件型号．前方监控设备的ＣＰＵ模块控制着水质数据的采集传输。监控中心和前方监测设备按照 Ｍｏｄｂｕｓ通信协议的数据帧格式使用无线电台对数据进行传输。针对性地介绍了Ｍｏｄｂｕｓ协议，并详细给出了监控中 心ＰＣ机软件模块组成和工作流程图。试验测试表明，该水质监测系统能够在近距离实现最快２秒每次地将水质和 ＧＰＳ坐标数据传输到本地监控中心．远距离也可以实现１０秒每次。使数据采集实现完全自动化，最大化减少人工采 集的误差，达到在线实时远程监控水质指标变化的目的。 关键词：水质监测：Ｍｏｄｂｕｓ：无线电台；远程监控 中图分类号：ＴＮ８０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１４）０２—０００１—０４ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ・－ｑｕａｌｉｔｙ ｏｎ－－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｏｄｂｕｓ ｔｅｌｅ．ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ＺＨＡＮＧ Ｆｅｉ’，＿，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｎ ，ＨＡＮ Ｙａｎ—ｌｉｎｇ２，ＹＵＡＮ Ｇｕｏ－ｌｉａｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｎｏｗａｄａｙｓ，ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｂｅｅｎ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｈｅａｖｉｌｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｑｕａｌｉｔｙ．Ｓｏ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｕｓｅｄ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｏｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ＣＰＵ ｍｏｄｕｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｏｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｑｕａｌｉｔｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｏｔ ｄｅｖｉｃｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｄａｔａ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｄｂｕｓ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｄａｔａ Ｌａｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｄｂｕｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｗｏｒｋ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｗａｔｅｒ－ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｃａｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ＧＰＳ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｓｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｔｗｏ ｓｅｃｏｎｄｓ ｅａｃｈ ｔｉｍｅ ａｔ ｃｌｏｓｅ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｔｅｎ ｓｅｃｏｎｄｓ ｅａｃｈ ｔｉｍｅ ａｔ ｇｒｅａｔｅｒ ｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｉｓ ｗａｔｅｒ ｅｑｕａｌｉｔｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｕｔｏｍａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄａｔａ ａｎｄ ｍｉｎｉｍｉｚｅｓ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｅＩＴｏｒ．Ｔｈｉｓ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ａｎｄ ｏｎ－ ｌｉｎｅ ｗａｔｅｒ－ｑｕａｌｉｔｙ ｔｅｌｅ－ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ・ｑｕａｌｉｔｙ；Ｍｏｄｂｕｓ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒａｄｉｏ；ｔｅｌｅ—ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ２１世纪以来，随着国家经济的发展．工业化进程的推 进，面对日益严重的水资源短缺、水环境污染等问题，水工 业行业迎来了水资源费用上涨、饮用水水质标准提高、废水 排放标准更加严格，以及水价上涨等诸多的挑战和机会【ｌ１。 监测江河、湖泊、水库等饮用水资源的水质成为当前环境保 护的热点。在这样的背景下．大力推动了水质监测设备的发 展。水质监测是及时、准确、全面地反映水环境质量和污染 现状的重要手段，是制定切实可行的污染防治和水环境保 取样，实验室离线分析；２）便携式仪器现场人工取样检测； ３）由固定监测站点连续取样，自动在线分析ｌ ３】。这３种方法 都无法满足对不同水域水质连续动态变化监测的要求，更 难以及时发现由于误排放或事故性泄露而引起的水质指标 的急剧变化。常规的水环境监测手段已难以满足对水质监 测的需要 文中所述水质监测系统基于无线电台的通信方式并运 用Ｍｏｄｂｕｓ通信协议优点．将传感器收集到的水质数据实时 传送给监控中心。实现了远距离不断传输水质指标数据，实 时监测水质变化的目的。 护措施的前提和基础［２１。水质监测在我国已经有一定的时 间，当前水质监测的主要方法主要有３种：１）人工定点定时 收稿日期：２０１３—０６—１４ 稿件编号：２０１３０６０８８ 基金项目：上海市科学技术委员会的资助（１１５１０５０１３００） 作者简介：张飞（１９８８一），男，江苏徐州人，硕士研究生。研究方向：嵌入式产品开发。 一１一 《电子设计工程｝２０１４年第２期 １系统结构 水质监测系统总体结构设计如图１所示，左边的前方监 测系统位于监测的水域现场，右边的监控中心位于远离监测 区的本地控制中心。两者通过微波电台进行通信。 ： 囡 蛔 收集模块 ｌ 豳由豳 图１系统结构图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 前方监测部分围绕着ＣＰＵ模块展开设计。外围由ＧＰＳ 模块、收集模块、５个传感器和一个电台组成。监控中心的结 构非常简单，只需要由一台ＰＣ机和一个同型号的电台。ＣＰＵ 模块采用ＭＳ—ＣＰＵ３２，运行着一个精简版的Ｌｉｎｕｘ内核，具有 非常高的数据处理速度和运行大型程序能力．该内核已经内 建了一个根据Ｍｏｄｂｕｓ协议编写的从设备程序．该程序已实 现了开机自启动收集水质数据功能。ＧＰＳ模块主要作用是能 够让监控中心时刻知道监测设备所监测水域的坐标．实现精 确定位监测设备的作用。收集模块主要负责收集传感器输出 的信号进行模数转换，存到寄存器，最后通过电台发送出去。 ＧＰＳ、传感器模块和电台的详细参数将在实验验证部分给出 详细介绍。 下面要设计的主要在监控中心端．用一个电台和ＰＣ机 与前方监测系统进行通信。由于ＣＰＵ模块内建的程序使用 Ｍｏｄｂｕｓ协议编写，要求监控中心的ＰＣ机程序也必须用 Ｍｏｄｂｕｓ协议编写 ２ ＭｏＤＢＵＳ协议通信设计 ２．１ Ｍｏｄｂｕｓ协议特点 Ｍｏｄｂｕｓ协议【 －６１由施耐德电器发起制定．协议在应用层采 用Ｍｏｄｂｕｓ消息定义。在传输层和网络层采用ＴＣＰ／ＩＰ．用于以 太网通讯１７］。Ｍｏｄｂｕｓ协议是应用于电子控制器上的一种语言。 通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太 网）和其他设备之间可以通信。它已经成为一个工业标准。 控制器通信使用主从技术，即仅一设备（主设备）能进 行查询，其他设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作 出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从 设备：可编程控制器。主设备可以单独和从设备通信，也能 以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回 一消息作为回应，如果是以广播方式查询，则不作任何回 应。Ｍｏｄｂｕｓ协议建立了主设备查询的格式：设备地址（或广 播）、功能代码、发送的数据、校验码，从设备也以相同的格 式回应主设备。Ｍｏｄｂｕｓ支持ＲＴＵ和ＡＳＣＩＩ两种数据传输模 式，本文所述水质监测系统中选用ＲＴＵ模式，消息中的每 －２－ 个８Ｂｉｔ包含代表２个的十六进制字符。这种方式的主要优 点是：同样波特率下，可以比ＡＳＣＩＩ方式传送更多的数据。 ＲＴＵ帧如表１所示。 表１ ＲＴＵ报文帧 Ｔａｂ．１ ＲＴＵ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 起始位／字符地址／ｂｉｔ功能码／ｂｉｔ数据／ｂｉｔ ＣＲＣ校验／ｂｉｔ结束／字符 ≥３．５ ８ ８ ８ １６ ≥３ ５ 设备地址用来标识不同的从设备，范围是０—２４７。地址０ 在广播中使用。功能码主要告之从设备要执行的操作，从设 备回传同样的功能码说明已执行正确的操作．反之则回传不 同的功能码，告知发生的不同错误。例如功能码０３Ｈ是要求 从设备读保持寄存器并返回其中的内容。常用的功能码如下 表２所示，数据区定义了根据功能码的要求执行操作所需的 信息，与功能码相关。主机与从机通过信息帧中的校验码来 判断信息在传输过程中是否出现错误１８１，有错则丢弃。无错才 执行相应的操作。 表２ Ｍｏｄｂｕｓ功能码 Ｔａｂ．２ Ｍｏｄｂｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｄｅｓ 所述的水质监测系统中，监控中心的ＰＣ机作为主设备用 来查询，前方监测系统的ＣＰＵ模块作为从设备进行应答。ＣＰＵ 模块采用默认的０１Ｈ作为从设备地址。主设备使用０３Ｈ功能 码对从设备保持寄存器中的数据进行读取。ＰＣ机和ＣＰＵ模块 采用查询应答机制，不断从前方监测系统读取数据。 ２．２通信设计 １）通信连接 首先两个电台要确保在有效的无线传输距离范围内，其 次由于无线电台使用２．４ ＧＨｚ频率．此频段微波绕射能力较 差，按直线传播，所以两个电台之间不能有高大遮挡物。在电 台上有一个信号灯显示为蓝色时，说明２个电台联通。按照 Ｍｏｄｂｕｓ协议的要求，通信的双方必须严格按照Ｍｏｄｂｕｓ数据 帧的格式进行指令和数据的打包和读取。主从设备在收到数 据帧后都要判断地址码是否正确，然后进行ＣＲＣ校验，都正 确后双方通信才完全建立。 ２）数据传输 传感器采集的数据经过收集模块的模数转换后存储到寄 存器中，同时ＧＰＳ的坐标也被存储到寄存器中。在监控中心 主设备的读取指令传送到ＣＰＵ模块并进行指令解析后，ＣＰＵ 下达读指定寄存器数据的指令。数据从寄存器中读出，通过 串口ＲＳ一２３２送达电台１，数据通过无线传输到电台２后，经 由串口ＲＳ一２３２到达ＰＣ机中．ＰＣ机对数据进行相应的存储 张飞．等 基于Ｍｏｄｂｕｓ远程监控的水质在线监测系统的设计与实现 和显示处理。ＰＣ机和ＣＰＵ模块之间的数据读取，按照查询应 答机制。要求ＰＣ机不断的向ＣＰＵ模块发送读取的指令。 Ｍｏｄｂｕｓ从设备 接收请求 ３监控中心软件设计与验证 ３．１监控中心软件设计 否 ， 望兰 ０是 ＼ 监控中心的主设备控制程序是在Ｗｉｎｄｏｗ ＸＰ系统下使 用Ｑｔ编写，ＱＩ是一个跨平台的Ｃ＋＋应用程序开发框架，广泛 用于开发ＧＵＩ程序。由于主从设备使用串口ＲＳ一２３２将数据 异常码＝Ｏ１ 否 ×０００１＜功能码《０ ＼／ 是 否 送达电台，而Ｑｔ没有自己的串口通信控制类，这里使用的是 ‘是 开源的第三方开发的ｑｅｘｔｓｅｒｉａｌｐｏｒｔ类，它是继承自Ｑｔ的 ＱＩＯＤｅｖｉｃｅ父类。前方监测系统和监控中心的串口参数设置 为：波特率１９ ２００ ｂｐｓ、数据位８位、无校验位、停止位为ｌ。 监控中心软件模块设计包括５个部分：串口通信模块、定时 发送Ｍｏｄｂｕｓ指令模块、数据接收和解析模块、数据显示模 块、数据保存模块。首先对串口参数进行设置，打开串口，程 序开始计时，每隔一段时间（这里是ｌＯ秒），主设备自动向从 设备发送Ｍｏｄｂｕｓ指令，接着主设备开始接收并解析从设备 发送来的数据，然后把数据显示出来，并进行保存。 主程序流程图如图２所示，在发送接收指令的过程中， 主从设备有一个Ｍｏｄｂｕｓ指令处理判断的过程。Ｍｏｄｂｕｓ指令 的判断过程流程图如图３所示，当指令到达从设备时，从设 备对发送过来的指令进行分析，首先判断功能码是不是支持 的功能码，不支持，则将该指令丢弃，并返回０１Ｈ异常码，在 支持的情况下会进行判断是不是在支持的功能码的范围之 内。不支持则返回０３Ｈ的异常码。如果在范围之内则会进行 最后的ＣＲＣ校验，判断指令是否错误，如果有错则返回０２Ｈ 异常码．在没有错误时，则进入后面的处理的程序，接着判断 寄存器数据的可读性，在寄存器不能读时则返回０４Ｈ异常 码。从设备中处理完这些流程后，从设备会将把这些存储的 数据传输出来。 Ｉ匝五 启动计时器Ｉ ｉ．发墨ｉ送指令 、 — ．（ 窖 匡翊 Ｉ里至查垡１ ． —空 ， ． 图２主程序流程图 Ｆｉｇ．２ Ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ３．２实验验证 １）实验原件和实验环境介绍 传感器监测的水质参数分别为ｐＨ、溶解氧、温度、浊度、 电导率，具有符合工业标准的４—１９ ｍＡ的模拟输出信号。电 台使用的是ＦｒｅｅＷａｖｅ公司的ＧＸＭ系列电台。下面给出监测 异常码 Ｏ ３ 匦 异常 ０２ｆ．一 Ｉ ｌ 否 叠 是 异常码＝０４ 是 从设备发送响应卜—————— 接收 图３ Ｍｏｄｂａｓ指令判断流程图 Ｆｉｇ．３ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｄｂｕｓ ｃｏｍｍａｎｄ 系统使用的传感器和电台等部分原件具体型号，原件型号如 表３所示。 表３设备参数表 Ｔａｂ．３ Ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ 电台 ２个电台使用ＧＸＭ２４模块 传感器ｌ ＷＱ—Ｃｏｎｄ电导率传感器 传感器２ ＷＱ—ＦＤＯ溶解氧传感器 传感器３ ＷＱｌＯｌ水温传感器 传感器４ ＷＱ２０１ ｐＨ传感器 传感器５ ＷＱ７３Ｏ浊度传感器 ＧＰＳ ＭＳ—ＧＰＳ ＧＰＳ天线 ＳＡ一２００ 实验所选取的地点如图４所示，Ａ点是上海海洋大学信 息学院．Ｂ点为上海海洋大学一号门，Ｃ点位于桥的下坡上。 在Ａ点和Ｃ点之间存在大量绿化带，室外测试在白天进行。 图４实验地点示意图 Ｆｉｇ．４ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｐ ２）实验结果 整个系统设计完成后，在经过室内长时间测试成功后， 不断尝试增加两个电台之间的距离。控制中心软件运行界面 如图５所示。界面包含了串口参数设置、８个水质参数和ＧＰＳ 坐标的经纬度，其中溶解氧温度、浊度（５０ＮＴＵ）、电导率温度 是根据另外的５个指标数据计算所得。 实验结果如表４所示，分为室内、室外两种实验，其中室 外实验又根据距离的不同分为实验２和实验３。对于室内实 验最为简单，可以长时间的进行，测试时间大于４８小时。实 －３－ 《电子设计工程｝２０１４年第２期 图５监控中心软件界面图 Ｆｉｇ．５ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ 验结果显示存储的数据没有任何错误发生，两个电台间距离 为１０米左右，数据可以实现２秒每次的读取与存储，而且可 以根据１３期不同，每日零时自动更换存储数据的文件名称。 对于室外实验２，控制中心在位于Ｂ点，监测系统位于Ａ点， 两点间距离约为２３０ ｍ，天线位于四楼楼顶，经过３个小时的 不间断测试，数据传输正常，没有错误和时延，数据读取间隔 设置为１０ Ｓ一次。实验３距离最大，约为１ ９２０ Ｓ，控制中心 位于Ｃ点，由于使用车载电源进行测试，测试时间有一定限 制，初步测试时间为２小时，电台天线位于车篷上面，监测系 统仍然位于Ａ点，天线位置不变，每１５ Ｓ对数据进行读取一 次，但依然有３组数据发生错误，特别是溶解氧和溶解氧温 度这两个数据都发生了乱码。同组中的其他数据发生错误概 率较小。这里的数据正确率是按发生错误的组数与收到数据 的总组数相比得出的结果。 表４实验结果 Ｔａｂ．４ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ 从表４可以看出，在两个电台间距离不断增大时，数据 读取存储的时间要变长，而且在距离为１ ９２０ ｍ时．数据传输 发生错误，这是由于电台通信时，数据传输得不到质量保证， Ａ点和Ｃ点在一些遮挡物作用下．再加上多径传输特性的影 响，发生了错误或延时，导致串口读取的数据发生了错误。该 监测系统将被用于监测湖泊水质的变化，在距离上要小于实 验２测试时的距离，所以能够保证数据的有效性和实时性。 如今后要传输更远的距离．可以在两个电台之间增加一个中 继器，达到数据的有效视距传输。 ４结 论 本研究运用Ｍｏｄｂｕｓ协议在工业上优点，使用电台传输 －４－ 水质监测系统所监测的水质数据，是对Ｍｏｄｂｕｓ协议在水质监 测系统应用上的再一次肯定。无线电台的使用使得数据传输 更加方便，具有通信距离远、设备简单、成本低廉、抗毁性强、 灵活机动等特点。２．４ ＧＨｚ的微波传输按直线传输，在距离较 远、遮挡物较多，会造成信号损耗。虽然数据能够通过电台进 行传输，但是有一定的错误率，这对实时监测水质的设备来 说是不准许的。所以在保证数据有效传输的情况下，应该尽 量使两个电台之间距离在数据不发生错误的情况下使用。为 了克服距离上、传输速度及稳定性问题，水质监测系统应该 向综合３Ｇ网络和卫星通信的复合通信模式方向上发展。 参考文献： ［１】程立．在线水质分析仪器应用技术的发展『Ｊ１．分析仪器， ２０１ １（２）：７５—７６． ＣＨＥＮＧ Ｌｉ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｏｎ・ｌｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｕｒｍｅｎｔａ— ｔｉｏｎ，２０１１（２）：７５—７６． 【２］李宇航，廖海洋，温志渝，等．库区水质在线监测数据采集 控制系统设计【Ｊ］．传感器与微系统，２０１１，３０（２）：６１—６２． ＬＩ Ｙｕ—ｈａｎｇ，ＬＩＡＯ Ｈａｉ－ｙａｎｇ，ＷＥＮ Ｚｈｉ—ｙｕ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｎｌｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ『Ｊ］．Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，２０１１，３０（２）：６１—６２． ［３］柴小丽，沈博，王青玲．水质监测中的快速传感技术［Ｊ】．环 境科学与技术，２００６，２９（５）：３６—３７． ＣＨＡＩ Ｘｉａｏ—ｌｉ，ＳＨＥＮ Ｂｏ，ＷＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｌｉｎｇ．Ｆａｓｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，２９（５）：３６－３７． ［４］吕爱东，宋万琦，李镇西．浅论水质监测系统的由来和发 展ｆＪ］．黑龙江水利科技，２００２（３）：７０—７１． ＬＶ Ａｉ—ｄｏｎｇ，ＳＯＮＧ Ｗａｎ—ｑｉ，ＬＩ Ｚｈｅｎ—ｘｉ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］． Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ， ２００２（３）：７０—７１． 【５】Ｍｏｄｉｃｏｎ Ｉｎｃ．Ｍｏｄｉｃｏｎ Ｍｏｄｂｕｓ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｇｕｉｄｅ【Ｚ］． １９９６． ［６］ＭＯＤＢＵＳ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＰＲＯＴＯＣＯＬ ＳＰＥＣＩＦＩＣＡＴ１０Ｎ Ｖ １． １ｂ［Ｚ］．Ｍｏｄｂｕｓ－ＩＤＡ，２００６． ［７】孙璐．Ｍｏｄｂｕｓ厂ｒＣＰ协议在远程监测中的应用【Ｊ］．计算技术 与自动化，２００９，２８（４）：１１９—１２０． ＳＵＮ Ｌｕ．Ａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｂａｓｅｄ Ｍｏｄｂｕ￣ ＴＣＰ【Ｊ１．Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００９，２８ （４）：１１９—１２０． 【８】李明伟，郭广峰，黄鸽．ＰＩＣ单片机与触摸屏串行通信的 ＭＯＤＢＵＳ协议实现【ＪＪ．电子技术应用，２００５（９）：４０—４２． ＬＩ Ｍｉｎｇ－ｗｅｉ，ＧＵＯ Ｇｕａｎｇ￣ｅｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｇｅ．ＰＩＣ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｂｙ ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｏｄｂｕ￣．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２００５（９）￣０－－４Ｚ