基于物联网的城市环境监测系统设计

发布时间：2020-06-26 15:02

【摘要】：在21世纪的经济快速发展过程中,人们生活质量得到大幅度提高后,对生存的环境更加关心,从关心食品的卫生安全已经转移到关心所在城市环境状况。为了更好的提高人们的生活质量,就需要在室外建成完成的环境监测系统。环境监测系统组织结构内,根据实际监测需求进行布置监测节点,保证可以满足对本区域内环境的监测和数据信息的采集工作。首先,对环境监测系统相关技术进行概述,主要对ZigBee技术和4G技术进行详细的分析。为克服ZigBee技术传输距离短的缺点,系统应用短距离ZigBee技术和远距离4G技术相结合,实现数据的短距离采集与远距离传输。其次,对物联网的城市环境监测系统进行总体设计,并根据系统的硬件电路设计完成环境监测系统的硬件部分,以CC2530芯片为短距离无线传输核心,采用TI公司Z-TACK协议栈组建ZigBee无线传感器网络,完成节点间环境数据的短距离采集与传输。将STM32F103RCT6单片机与4G模块组成4G网关,可将ZigBee数据帧转换成4G数据帧实现异构网络下的远距离信息传输,将数据传输到电脑和手机端。对于系统需要长期进行户外工作,还对供电模块电路进行详细设计。最后,对系统软件进行设计及对ZigBee无线组网进行测试和整个系统在PC端和手机端的功能实现进行测试,将数据传输到电脑和手机端界面上实时显示采集的温度、湿度、PM2.5和CO等环境数据。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X84;TP391.44;TN929.5
【图文】：

媒体访问控制,访问控制

赫兹与 2.4 千兆赫兹三个频率，其中前两者在同一频的标准[17]。网络中的物理层可分 868 兆赫兹/915 兆赫标准，每个标准数据传输的速度不同[18]。一般通用通讯频率标准为 2.4 千兆赫兹，同时国际上其 SM 频段，这就大大的降低其通讯费用。并且当数进行传输时，传输速度也会很大程度的提高，在节访问控制层(MAC)，是用来规范访问控制，MAC 层，而 MAC 通用部分子层（MCPS）与管理实体进作为管理实体的库，可使协调器产生一个固定网络信的安全性；个域网之间相互连接为两个对等的媒体间接口就由本层提供[19]。此外包括 MLME（媒体访体访问控制层管理服务包括提供以管理服务调用管理 MLME 之间并不是毫无相关的，在它们之间存在一个E 来调用数据服务，媒体访问控制层参考模型如图 2

网络层,绑定

图 2.4 网络层参考模型4）系统的应用功能主要由应用层来实现，其中 NWK 与 APL 的接层（APS）提供。系统的服务需要经过数据实体（APSDE）和管E）实现。APSDE 和 APSME 能够用来提供服务功能，而 APS-SAP 提供服务，APSME 能为 APSME-SAP 提供服务[21]。APS 设备对象和用户自己定义的应用保证数据服务功能不同应用PDU成应用级 PDE 和绑定的服务应用 PDU 上增加适当的协议产生 AP的模块根据服务与要求进行结合。在这两个模块结合在一起之后，能实现信息互相传输的功能。APSME 能够按照设备要求和所需的匹配对设备的能力来供绑定服务[22]。APSME 还提供 AIB 管理获取属性的能力，使用安全密钥来设置设备之间进行安全管理确认关层模型如图 2.5 所示。

【参考文献】