基于无线以太网面向大气环境监测系统的开发

发布时间：2020-09-21 19:39

　　 伴随我国国民经济的高速发展,城市作为居民聚居区同时承受着生活废气和生产废气双重大气污染的压力,大气环境问题严峻。对城市大气环境的监测既有实时性和可靠性的要求,也必须考虑系统的普适性及维护简便性。近年来随着网络基础设施建设的不断完善,很多城市中开始有计划地设置热点实现广域无线以太网的覆盖。基于无线以太网技术的大气环境监测系统可以直接利用这些设备减少组网成本,相较于其他2.4G无线传输技术具有传输速度快,传播距离远等优势。本文设计实现了一种基于无线以太网面向大气环境监测的系统,包括无线传感器网络和上位机交互界面两部分。其中无线传感器网络部分仅利用WIFI实现终端节点至路由节点,路由节点至无线AP,AP中继以及网关节点到上位机的数据传输。因此能够利用成熟的WIFI网络技术和多样的WIFI设备,在部署了无线热点的区域内可以通过配置共享网络资源,从而实现快速组网;上位机交互界面由VS2005环境下软件编程实现,具有良好的可移植性。通过外接的无线外设将上位机直接设为热点,由于其SSID和密钥均存储在无线外设中,只需要在网关节点对上位机的IP进行确认就可以使任何能够运行监测软件并接入该无线外设的上位机设备接入网络,方便灵活组网。系统开发的具体工作如下:1)完成对组成无线传感器网络部分的各个传感节点的软硬件设计。传感器节点以STM32f103ZE处理器为核心搭建并通过ESP8266WIFI模块进行数据的无线传输,其中终端节点负责将传感器采集的模拟信号进行模数转换,并将处理后的数字量实时发送至路由节点;路由节点工作在STA+AP模式,接收终端节点的数据并通过访问热点将处理后的数字量实时传输到无线网桥并中继给网关节点。2)上位机的监测软件在VS2005环境下开发,通过将“套接字”(socket)设为非阻塞形式,再创建该socket并绑定到上位机IP的指定端口,设为监听模式,当有连接请求到来时建立接收和发送数据线程,从而接收来自TCP-Client端传送的数据。上位机接收到数据之后,对数据包进行解析,获得路由节点自身IP终端节点的从IP、气体浓度等信息。上位机会将数据进行保存,并通过配置数据显示模块实现列表显示及波形显示,方便监测人员获得实时和历史的监测信息。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：X84;TP212.9;TN929.5

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本文编号：2823910