基于IPv6的环境监测系统的开发和应用

结论与展望
本文以大气污染气体和颗粒物浓度的自动监测为研究背景,研究了IPv6技术在监测区域内大气数据在线可视化的应用,建立了完整的环境质量监测系统。根据系统的应用需求,研究并完成了以下工作。系统以32位ARM处理器为基础,针对传感器设备的工作环境和应用,设计了相应的硬件,完成了设备的小型化和远程实时在线环境自动监测任务。通过电化学传感器对SO2、NO2、CO、O3气体和PM2.5、PM10颗粒物浓度的采集和存储构成了传感器网络的传感元件。大容量的SD卡被用来为空气污染数据和设备状态信息提供存储空间。相应的存储方案被设计用来实现每个节点的数据自我管理能力。通过对IPv6协议栈的移植和简化,为系统提供了套接字和HTTP等网络应用功能,并可以接入嵌入式系统的IPv6网络。通过为单个传感器节点分配唯一的IPv6地址,形成了一个高效的节点管理方案。借助于IPv6的大地址空间和强大的安全性,为大气环境监测系统设计了一个嵌入式网页。数据请求功能和显示设计是通过HTML文档和JavaScript编程实现的。用户可以通过设备的IPv6地址直接访问传感器节点的采集数据和设备信息。

系统采用太阳能电源管理模块为系统提供能源供应。还安装了一个看门狗,以防止软件系统崩溃。根据实际工作环境和功能要求,设计了相应的低功耗策略。在不同的条件下对处理器进行休眠,以实现系统的低功耗管理。验证测试表明,该设备可以支持IPv6下的连续监控任务。

要实现物联网还有很多工作要做,比如开发通用接口设备,可以方便地将IPv4协议下的设备直接应用到IPv6环境中。

作者音译:李秀红,郝雪杰,尹丽泽彦,马玉爽,孙美英 & 杨荣金

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