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1、异构网络下空气质量监测系统的设计与实现摇鲍摇建,等异构网络下空气质量监测系统的设计与实现DesignandImplementationoftheAirQualityMonitoringSystemforHeterogeneousNetwork11,21鲍摇建摇凌志浩摇范自道12(华东理工大学自动化系,上海摇200237;化工过程先进控制与优化技术教育部重点实验室,上海摇200237)摘摇要:针对空气质量监测中地理位置复杂、不易布线及现场状况突发等特点,采用ZigBee技术进行现场数据采集网络布置。考虑到ZigBee节点的处理能力有限,为避免信息孤岛,设计了嵌入式无线
2、网关。该网关实现了数据现场采集远程监测。网关引入ARM11架构硬件平台和Linux操作系统,构建了空气质量监测系统。实测结果验证了该系统在空气质量检测中的可行性及实用性。关键词:空气质量监测摇ZigBee技术摇网关摇异构网络摇可行性摇实用性中图分类号:TP216摇摇摇摇文献标志码:AAbstract:Aimingatthefeaturesofairqualitymonitoring,e.g.,complexityofgeographicallocations,difficultiesforwirings,andunexpectedsiteconditions,etc
3、.,thustheZigBeetechnologyisusedtobuilddataacquisitionnetwork.ConsideringthelimitedprocessingcapabilityofZigBeenodes,toavoidinformationislanding,theembeddedwirelessgatewayisdesignedandrealizedforfielddatacollectionandremotemonitoring.ThehardwareplatformofARM11architectureandLinuxoperati
4、ngsystemareintroducedintothegateway,theairqualitymonitoringsystemisbuilt.Theresultsofpracticaltestsverifythefeasibilityandpracticalityofthesysteminairqualitymonitoring.Keywords:Airqualitymonitoring摇ZigBeetechnology摇Gateway摇Heterogeneousnetwork摇Feasibility摇Practicality据采集、布线、能耗及可靠性需要首先得
5、到满足。此外,0摇引言从经济上考虑,我们尽量选择成本低且能较好完成检测[1]随着物联网、泛在网的蓬勃发展,如何实现异构任务的技术。鉴于此,选用了ZigBee技术。ZigBee技[4]网络之间的有效融合,成为物联网、泛在网发展的关键术具有以下特点。性问题。异构网络融合就是将各种不同通信模式连接淤无线传输:可以省去布线的麻烦,节约成本。[2]在一起、实现不同模式通信设备之间的互联互通。于网络时延短:一般从睡眠切换为工作状态只需异构网络下空气质量监测系统的设计与实现,从属于15ms,节点连接入网络只需30ms。相比较,WiFi需要物理网及泛在网实践应用研究的一部分,具有一
6、定的3s,而蓝牙需要3~10s。实践意义。盂模块功耗低:配备10Ah电池的ZigBee水表,本文在空气质量成为社会热点的背景下,在多种无可工作8年。[3]线接入技术蓬勃发展的基础上,提出了基于异构网络榆可靠性好:采用碰撞避免机制,避免了发送数融合构建空气质量监测系统。分别从硬件和软件方面据时的竞争和冲突。进行研究,主要对空气中CO2浓度、CO浓度、温度及湿虞成本低:ZigBee模块工作于2.4GHz全球免费度进行分析,阐述了空气质量检测终端、嵌入式无线网频段,只需要支付前期模块费用,不用支付以后使用的关和上位机监测软件具体实现过程。费用。显然,ZigBee技术非常符
7、合我们所提出的现场数据1摇系统总体设计采集的要求,采用ZigBee技术构建现场无线传感网络进1.1摇现场数据采集网络行现场数据的采集及发送,就可以解决布线、供能、实时由于空气质量数据的采集和地理环境具有不确定性、可靠性及成本问题,以应对不同的地理环境。性,而且对空气质量的检测也具有长期性,因此,现场数1.2摇远程监测网络考虑到ZigBee网络中的节点处理能力有限,需要修改稿收到日期:2013-12-03。利用外部网络中的资源对监测数据进行更复杂的处第一作者鲍建(1989-),男,现为华东理工大学控制科学与控制工程专业在读硕士研究生;主要从事智能无线传感器、物联网
