微环境检测平台通信协议的设计与实现

• 作 者: 刘帅
• 出 处: 河北科技大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 无线传感网络 环境监测 微环境监测仪 通信协议 原型系统 LoRa

通过利用无线传感网络技术以及物联网技术对多个特定的小区域范围的微环境进行监测能够得出区域的环境数据,为生活生产提供辅助决策。为解决微环境监测过程中,业务应用不同却重复搭建相同的传感层和网络层的问题,以及由于大量异构数据格式不统一造成的数据采集和传输困难问题,本文进行了如下工作。1)面向物联网的三个层架构研究设计通用的微环境监测平台,该基础平台统一了传感层和网络层,在此平台上可以进行不同的业务应用。本文在对其整体结构以及各个关键部分进行阐述后,引出关于数据采集和传输的研究工作,并且在论文最后对微环境监测平台的数据采集和传输部分进行了原型系统的设计与实现。2)对于平台中数据采集研究工作,本文从软硬件两方面进行设计并开发了通用的微环境监测仪。通过各个硬件组件部分的选型和设计、统一的通信协议设计以及异构信息感知中间件的设计,该仪器能够以较低功耗全自动采集异构数据并统一异构数据格式,提高环境监测的效率。3)在数据采集工作完成后,通过设计通信协议以及通信协商流程,保证在传感器网络、移动网络、互联网进行数据传输时的通信质量。完成上位机软件开发,通过网关和上位机完成从传感网络到互联网的过渡,最终完成了数据从微环境监测仪到网关,再到上位机,最终到达服务端的整个通信传输过程。通过在校园真实环境下搭建系统原型进行测试,结果表明,本文研究工作为微环境监测平台提供的统一的数据采集设备,统一的通信协议,统一的数据表达和传输方案是稳定可行,能够将多来源、多种类、多类型的海量数据及时、准确、有效、安全的整合上传。可通过进一步升级和完善使得该方案形成具有实用性的微环境监测平台,具有良好的应用前景。