针对当前水资源短缺和水污染严重的现状,以及常规水质监测污染防治不及时的问题,简述了无线传感网络在水质监测应用上的优势和挑战,并对在该应用背景下,无线传感网络所面临的几个关键问题进行研究。研究内容主要围绕无线传感网络的基本对象——水质监测节点展开,对节点的设计和节点的部署进行了研究。主要工作内容包括以下几个方面:(1)从水质监测的主要目的出发,对无线传感网络水质监测系统的功能需求进行分析,设计监测系统的总体框架。参考当前我国环境保护部发布的各种水环境质量保护标准以及当前的技术手段,选定待测的水质参数并对节点的总体方案进行设计。从功能模块出发对节点的硬件、软件进行详细设计。硬件包括各个功能模块的设计,传感器的选型,信号调理电路的分析设计,电源模块的设计。软件包括在OSCL操作系统下,数据汇聚节点的软件编写以及水质监测节点定时采集程序的编写。对制作的水质监测节点进行功能测试,测试了节点的通信能力,监测的水质数据精度等。测试结果表明,设计的节点能够有效采集相对应的水质参数,并通过无线传感网络发送到上位机进行显示。(2)在节点部署方面,将当前应用在水环境监测的节点部署策略划分为二维部署和三维部署,指出三维部署是日后节点部署的重点研究方向。提出了一种解决网络能耗不均衡问题的节点三维部署算法,从网络的生存时间和网络的能量消耗两方面对算法进行了分析和仿真,结果表明,设计的算法可以在保证网络覆盖要求的前提下,控制节点部署的密度,均衡节点的能量消耗,延长网络寿命。