伴隨我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市作為居民聚居區(qū)同時(shí)承受著生活廢氣和生產(chǎn)廢氣雙重大氣污染的壓力,大氣環(huán)境問題嚴(yán)峻。對(duì)城市大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)既有實(shí)時(shí)性和可靠性的要求,也必須考慮系統(tǒng)的普適性及維護(hù)簡(jiǎn)便性。近年來隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善,很多城市中開始有計(jì)劃地設(shè)置熱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)廣域無線以太網(wǎng)的覆蓋。基于無線以太網(wǎng)技術(shù)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以直接利用這些設(shè)備減少組網(wǎng)成本,相較于其他2.4G無線傳輸技術(shù)具有傳輸速度快,傳播距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于無線以太網(wǎng)面向大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的系統(tǒng),包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)交互界面兩部分。其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分僅利用WIFI實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)至路由節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)至無線AP,AP中繼以及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)到上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。因此能夠利用成熟的WIFI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多樣的WIFI設(shè)備,在部署了無線熱點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)可以通過配置共享網(wǎng)絡(luò)資源,從而實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng);上位機(jī)交互界面由VS2005環(huán)境下軟件編程實(shí)現(xiàn),具有良好的可移植性。通過外接的無線外設(shè)將上位機(jī)直接設(shè)為熱點(diǎn),由于其SSID和密鑰均存儲(chǔ)在無線外設(shè)中,只需要在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)上位機(jī)的IP進(jìn)行確認(rèn)就可以使任何能夠運(yùn)行監(jiān)測(cè)軟件并接入該無線外設(shè)的上位機(jī)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),方便靈活組網(wǎng)。系統(tǒng)開發(fā)的具體工作如下:1)完成對(duì)組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分的各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)。傳感器節(jié)點(diǎn)以STM32f103ZE處理器為核心搭建并通過ESP8266WIFI模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸,其中終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將傳感器采集的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,并將處理后的數(shù)字量實(shí)時(shí)發(fā)送至路由節(jié)點(diǎn);路由節(jié)點(diǎn)工作在STA+AP模式,接收終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并通過訪問熱點(diǎn)將處理后的數(shù)字量實(shí)時(shí)傳輸?shù)綗o線網(wǎng)橋并中繼給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。2)上位機(jī)的監(jiān)測(cè)軟件在VS2005環(huán)境下開發(fā),通過將“套接字”(socket)設(shè)為非阻塞形式,再創(chuàng)建該socket并綁定到上位機(jī)IP的指定端口,設(shè)為監(jiān)聽模式,當(dāng)有連接請(qǐng)求到來時(shí)建立接收和發(fā)送數(shù)據(jù)線程,從而接收來自TCP-Client端傳送的數(shù)據(jù)。上位機(jī)接收到數(shù)據(jù)之后,對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析,獲得路由節(jié)點(diǎn)自身IP終端節(jié)點(diǎn)的從IP、氣體濃度等信息。上位機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,并通過配置數(shù)據(jù)顯示模塊實(shí)現(xiàn)列表顯示及波形顯示,方便監(jiān)測(cè)人員獲得實(shí)時(shí)和歷史的監(jiān)測(cè)信息。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：X84;TP212.9;TN929.5

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本文編號(hào)：2823910