侯培国，雷巧玲廉山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室，河北秦皇岛066004）摘要：为了随时了解城市空气质量状况，设计了一种基于无线传感器网络的空气质量监测系统。由无线传感器网络及GPRS网络组成的空气质量监测系统可以实现远程实时数据采集。大量的传感器节点部署在监测区域，负责采集各种空气信息，再经GPRS网络传送到与Internet网络相连的远端监控中心；工作人员通过对接收的数据进行分析，及时发布天气信息，为城市规划提供依据。系统移植能力强，换用不同的传感器，可以应用到其他监测领域。关键词：无线传感器网络；空气质量监测;GPRS中图分类号：TP216文献标志码：A文章编号：1000-0682（2009）03-0109-04DesignoftheairqualitymonitoringsystembasWSOnHOUPeiguo,LEIQiaoling(MeasurementTechnologyandIrutrunwrUaiionKeyLabofHebeiProvince,YanshanUniversity,HeibeiQinhuangdao066004China)Abstract:Inordertoenableustokeepabreastofurbanairqualitysituation,anairqualitymonito-ringsystemsbasedonthewirelesssensornetworksisdesigned.FromwirelesssensornetworksandGPRSnetworkofairqualitymonitoringsystemcanbringaboutlong-distancereal-timedatacollectionfromalargenumberofsensornodesdeployedintheregiontomonitorfortheacquisitionofvariousairinformation,viaGPRSnetworkstodelivertheinformationtothefar-monitoringcentrewhichconnectedtheInternet,thestaffthroughtheanalysisofthedatawhichwerereceivedandpublishedtimelyweatherinformation,providethebasisforurbanplanning.Passedthetestofthesystem,thesystemisworkingwell.Andthesystemhaveastrongabilityfortransplant,changingdifferentsensors,monitoringcanbeappliedtootherareas.Keywords:wirelesssensornetworks；airqualitymonitoring；GPRSo引言由于人们生活水平的提高，全社会环保意识的提高，对环境信息的需求越来越高。与传统的空气质量监测系统相比，使用传感器网络进行环境监测具有如下优点：传感器网络对被监测环境影响小；传感器网络采集数据量大、精度高；传感器节点还具有无线通信能力，可以使得节点协同监控。无线传感器网络非常适用于无人监守的远程监测，该文采用无线传感器网络来监测空气质量，在城市内选择一些监测点，放置传感器节点，并通过GPRS网络实时的传输数据，终端工作人员可以通过监控中心对监测系统进行管理和配置、发布监测任务或是收集回传数据。1监测系统的体系结构空气质量监测系统主要由3部分组成：无线传感器网络、GPRS网络和监控中心。如图1所示。田1监测系统的体系结构大量的传感器节点分别放置在城市的交通区、居民区、工业区内，通过自组织的方式构成网络（即子站），各子站之间相互独立，互不通信，只有子站内部节点可以相互交换数据，子站内的传感器节点收稿日期=2008-07-10作者蔺介：侯培国（1968）男，教授，主要研究方向为智能控制理论及应用、智能仪器研究与设计。负责对数据的感知和采集，数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经多跳路由后到达汇聚节点（各子站网关）。汇聚节点与监控中心通过GPRS网络进行通信，监测中心的管理员通过对收集到的数据进行处理分析，做出判断或者决策。2系统硬件设计2.1传感器节点硬件设计无线传感器节点是网络的基本单元，节点设计的好坏直接影响到整个网络的质量。无线传感器网络节点主要负责对周围信息的采集和处理，并发送自己采集的数据给相邻节点或将相邻节点发过来的数据转发给基站或更靠近基站的节点。无线传感器节点一般由数据采集单元（传感器、A/D转换器）、数据处理单元（处理器和存储器）、数据传输单元（无线收发器）和电源管理单元（电池或电源）⑴，其结构如图2所示。并提供8通道|O位采样精度的A/D转换器，该器件同时支持16路差分电压输入组合。（3）数据传输单元负责与其他传感器节点进行通信，交换信息和收发采集数据。文中采用CC2420无线通信模块，CC2420是ChipconA,公司推出的首款符合2.1234GHz，而且符合IEEE802.15.4标准的射频收发器...