无线传感器网络在环境监测中的应用

李建武 沈陆岭

武汉天虹环保产业股份有限公司

无线传感器网络在环境监测中的应用

李建武 沈陆岭

武汉天虹环保产业股份有限公司

无线传感器网络即为通过放置于监测区域中的廉价微型传感设施节点所构建，经无线通信形式构建一个多跳的自组织的网络机制，其主要是为了配合地感知并处理网络范围内感知对象的基本信息，同时传输至观察人员。此次研究内容以改变现阶段环境监测技术及规避环境监测中的问题为目标。因无线传感器网络技术的数据采集点能够在大部分地区分布，可以很好的改变监测布局，因此第一时间搜集精准的监测参数，而且在此过程中无需依附于固定网络，分析成果具有很高的应用价值。

无线传感器；在环境监测；应用

1 前言

无线传感器网络的大气环境监测机制是通过硬件与软件所构成，硬件涵盖了监测气体以及温度的传感设施节点，相应的增加电路，其应用服务设备与参数服务器构建软件部分，其具有方便布置、结构紧凑、成本低、易于维护以及测量精度高等特性。

2 无线传感器网络的基本概念

无线传感器网络是一种分布式传感网络，其末梢即为能够感知及检查外部环境的传感器。WSN内的传感器经无线方式予以通信传输，由于网络设置便捷，设备位置能够被轻易变更，还能够与互联网予以有线及无线方式的连接。经无线通信机制构建的一个多跳自组织的网络。传感器网络有效的集合参数的采集、处理以及传输等功能。传感器网络和通信技术与计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）是通过相关静止及移动的传感器以自组织及多跳的方式构成的无线网络，以协作区域采集、感知、处理与传输网络覆盖区域内被感知目标的相关内容，同时将相关数据传输至给网络终端。

3 系统基本构架

依附于无线传感设备网络的构架，我们将其分:第一，通信节点。第二，Sink节点。第三，应用服务设施。第四，参数服务设施通信节点。参数服务设施通信节点涵盖了搜罗数据与通信等功能，参数服务设施不仅能够予以信息的发起，而且还可以视为信息的介质，Sink节点经响应串口线完成与计算机的对接。

4 软件系统的功能

无线传感器网络的软件系统包括下述3个模块：（1）参数转换及修正指标模块。（2）串口通信模块。（3）参数统计和储存模块。串口通信模块收集参数帧中的传感设备采集信息与通信节点区域信息。参数转换及修正模块则实施串口模块转输的2进体系传感设备所采集的信息转换才成10进制信息，同时依附于温度参数与气压参数对SO2的饱和度予以修正，在此基础上将其转换为常态下的体积饱和度;参数统计及储存模块可以对上述气体的质量饱和度予以储存，同时将存储值予以统计，最后计算出每小时及每日的均值，实时参数与平均参数在数据库服务设备予以备份，最后计算出每日均值的报表，在监测气体质量饱和度超标时，会提供预警信息。

5 上位机软件

无线传感器网络上位机软件在功能方面分成:（1）参数库服务软件。（2）监控软件。而监控软件在功能模块上包括：（1）参数显示模块。（2）参数接收及提取模块。（3）参数储存模块。（4）报警模块。参数库服务软件包括：（1）报表生成及动态曲线录入模块。（2）参数记录模块。

6 监控软件

监控系统可以初始化相关重要的变量，打开连接传感器网络Sink节点的串口，同时对其予以初始化，在此基础上开启监听线程同时连接参数库，监听线程进入循环模式，进而监听参数的传输，直至接收完成并关闭消息。若有参数传输，接收参数同时评定参数格式是否正确，若格式不匹配，则屏蔽收到的非法参数，若数据格式正确，则搜集有效的信息，因为提取的参数是以16进制表示的字符组，而为用户与参数记录的进制主要以10进制为主，因此要将有效参数字符组转换为所需的参数，在此基础上将它体现于实时监控界面，同时还要将转换后的参数录入至参数库，以备今后随时调出并予以报表制作，若参数超过了指标的极值，会进行报警提示。

7 总结

综上所述，无线传感器网络即分布式传感网络，无线传感器网络末梢即为能够感知及检查外部环境的传感器。WSN内的传感器经无线方式予以通信传输，由于网络设置便捷，设备位置能够被轻易变更，还能够与互联网予以有线及无线方式的连接。经无线通信机制构建的一个多跳自组织的网络。传感器网络有效的集合参数的采集、处理以及传输等功能。参数转换及修正模块则实施串口模块转输的2进体系传感设备所采集的信息转换才成10进制信息，同时依附于温度参数与气压参数对SO2的饱和度予以修正，在此基础上将其转换为常态下的体积饱和度;参数统计及储存模块可以对上述气体的质量饱和度予以储存，同时将存储值予以统计，最后计算出每小时及每日的均值，实时参数与平均参数在数据库服务设备予以备份，最后计算出每日均值的报表，在监测气体质量饱和度超标时，会提供预警信息。监控系统可以初始化相关重要的变量，同时对其予以初始化，在此基础上开启监听线程同时连接参数库，监听线程进入循环模式，进而监听参数的传输，直至接收完成并关闭消息。若有参数传输，接收参数同时评定参数格式是否正确，若格式不匹配，则屏蔽收到的非法参数，若数据格式正确，则搜集有效的信息，因为提取的参数是以16进制表示的字符组，而为用户与参数记录的进制主要以10进制为主，因此要将有效参数字符组转换为所需的参数

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