1. 研究目的与意义
无线传感器网络(WirelessSensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络。WSN的发展得益于微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展。
随着无线传感技术及物联网应用技术的迅猛发展，人类社会全面进入电子信息化的时代，广泛应用于军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等多个领域。由于认识领域和探索空间的拓展，人们要求传感器技术在获取自然信息的种类、信息传递速度和处理能力方面不断发展。经历了微电子、计算机、通信和嵌入式技术的高速发展，无线传感器网络技术已广泛应用于军事、民用、医疗卫生和运输等领域。2005年，在网络技术和系统的研究计划中，美国政府资助4000万美元来探究下一代可靠性高、安全可扩展的网络、可编程的无线网及传感器系统的网络特性。哈佛大学、康奈尔大学和麻省理工学院等美国名校也成立了研究小组在无线传感器网络方面开展了大量的工作。除了高校和科研机构外，国外的知名企业也都先后参与开展了该领域的研究。克尔斯博公司率先进行无线传感器网络研究，Crossbow公司也与微软、英特尔、加州大学伯克利分校都建立了合作关系。相对国外而言我国的无线传感器网络研究起步较晚，直到2002年以后才开始初步探索。在国内，较早进行传感器网络相关研究的高校和科研机构有清华大学、浙江大学、北京大学以及中科院计算和软件所等。他们主要在时间同步与定位、传感器数据管理等领域展开研究。与此同时，重庆大学也开始研究嵌入式无线传感器网络节点、无线传感器中的定位、可重构技术等。2004年，一项无线传感器网络项目被中国国家自然科学基金委员会列为重点研究项目。2005年，无线传感器网络基础理论和关键技术被列入计划。2006年，水下移动传感器网络的关键技术被列为重点研究项目。国家发改委下一代互联网示范工程中也部署了无线传感网相关课题。2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了三个前沿方向，有两个--即自组织网络技术和智能感知技术属于无线传感器方面的研究。
在传感器网络的诸多应用中，环境监测是一类典型的应用。尤其是近几年，由于工业生产、人类生活产生的空气污染、光污染等对人类自身的居住环境产生了巨大的威胁，而且人们对居住环境的要求越来越高，室内环境监测变得越来越广泛。对室内环境的监测包括温度、湿度和光强等，可以有效为人们提供舒适的工作和生活空间。无线传感器网络具备的自组织、自我优化以及可容错特性使得它尤其适用于室内外环境监测，动物生活习性监测等应用。与传统的网络相比，无线传感器网络能够更有效准确地获得周围环境的感知数据，并且可以执行简单的数据处理操作，这也为无线传感器网络应用于监测类任务提供了优越条件。无线传感器网络所具备的无线通信能力，感知能力和计算能力使得其非常适用于室内环境的应用。设计基于无线传感器网络的室内环境监测系统与实际应用的环境和使用目的密切相关。网络所应用的具体环境决定了网络规模，传感器节点布置方法和网络拓扑结构等。资源限制主要包括传感器节点有限的能量供应，有限的通信范围，有限的吞吐量和有限的存储、计算能力。因此设计和实现基于无线传感器网络的室内环境监测系统必须要充分考虑上述局限性。
2. 研究内容与预期目标
无线传感器网络技术在环境监测方面的应用越来越广泛，本文设计的室内环境监测系统是无线传感器网络技术在室内环境监测方面的一个具体应用。主要研究内容如下：
1. 基于无线传感器网路系统的设计理念和技术方法，提出室内环境监测系统的总体开发方案，包括系统结构和功能定义、无线通信协议和节点应用程序的设计方法。
2. 掌握基于无线传感器网络的组成及工作原理；
3. 研究方法与步骤
整套系统包括终端节点、网关节点和上位机软件三个部分。
（1）终端节点能够对室内温度、湿度、光照强度和甲醛气体浓度等环境参数进行实时感知和采集，并以无线通信的方式传送给网关节点。
（2）上位机软件能够对终端节点采集的传感器数据进行显示、存储和处理，同时具有基本的网络设置功能。
4. 参考文献
1王蓉,殷侠.智能室内环境监控系统的应用研究[J].无线互联科技,2018,15(06):135-136.
2田粮川,赵晓军,孙文博.基于物联网的室内环境监控系统[J].电子世界,2017(21):53 55.
3吴晓. 基于ZigBee与Labview技术的室内检测软件设计与实现[D].苏州大学,2017.
5. 工作计划
1）2022年2月25日-2022年3月24日：收集资料，知识准备并完成开题报告；
2）2022年3月25日-2022年4月08日：系统方案设计及可行性研究；
3）2022年4月09日-2022年4月21日：系统硬件设计及绘图；
4）2022年4月22日-2022年5月05日：系统软件设计及编程；
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