安卓平台ZigBee远程监测应用网关设计与实现

【摘要】获取第一手野外监测数据可以为研究环境、气候变化及自然灾害提供数据支持,长期以来此类监测主要依靠人工监测手段,易受天气影响且可靠性差,也无法满足野外大规模长期监测的需求。基于ZigBee的野外环境参量自动监测系统,利用各种高精度传感器实现对监测区域内环境信息的自动监控,使研究人员在第一时间获知环境特性参量的变化,采取及时有效的应对措施,可以大大减轻野外人工监测强度。本文针对野外环境参量自动监测系统中的WSN网关进行设计,介绍了远程通信网关的基本功能和构成,分析了目前WSN网关采用中心节点与PC机通过串口相连形成网关、在中心节点扩展网络通信模块作为网关等方式及其所存在的需要铺设线缆、专用现场机房等开销大、实施不便的缺点,设计了一种基于Android平台的WSN远程应用网关。系统在Eclipse-android环境下开发完成,开发成本低且应用程序具有很好的移植性,利用无线通信开发包实现的无线传输方式,受监测环境约束小,设施简便,并可解决一般网关数据储存不足的问题。本方案中,采用华为V880类型移动终端作为载体来完成通信中转功能,并根据网关的功能需求分析,进一步完善网关的管理功能。在网关通信功能开发中,包括与底层协调节点的蓝牙通信以及经由3G网连入互联网与监测中心的网络通信。在此基础上,分析WSN时间同步的设计方法,选择UTC时间来作为系统同步基准信号；数据处理方面,在Android平台上开发专用的SQLite数据库进行数据的管理储存；实现系统节点配置管理及任务调度,确保所接收信息的正确性并准确发布测量任务；完成数据在网关部分的备份保留；在测量任务及状态上报部分,采用FTP上传来实现与监测中心服务器的交互。最后介绍了网关开发环境及测试情况,采用串口调试助手SSCOM3.2、TCP/UDPSocket调试工具、QuickEasyFTPServer4.0.0来对设计的应用网关进行模块和整体功能测试。结果表明,此应用网关能实现上下层通信、网关多项管理功能及数据上报等诸多要求。
【作者】李晶晶；
【导师】雷斌；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】环境参量测量；ZigBee；android；网关设计；

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