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基于无线传感网与智能终端的环境监测系统
一、绪论
无线传感网（WirelessSensorNetworks，WSN）是一种由大量互相协作的节点组成的自组织网络，通过大规模地分布在被监测区域内的节点，可以对环境进行实时、连续地监测。基于WSN的环境监测系统在环保、农业、交通等领域广泛应用。本文旨在研究基于WSN与智能终端的环境监测系统，提高环境数据的获取、传输、处理能力。
二、相关技术
1.无线传感节点技术
WSN的节点应具有低功耗、自组织、分布式等特点，可以通过红外线、无线电波、衰减等方式进行信息传输。节点的主要硬件组成包括：传感器、微控制器、无线收发器等。节点软件包括通信协议、数据处理、能量管理等。
2.通信协议技术
WSN的通信协议可以是网络层、媒体访问控制层、传输层等。其中，无线传感器网络协议（WirelessSensorNetworkProtocol，WSNP）是最常用的网络层协议，可以实现无线传感器节点之间的数据交换和协调控制。常用的媒体访问控制协议有时隙复用（TimeDivisionMultipleAccess，TDMA）、载波感知多路访问（CarrierSenseMultipleAccess，CSMA）等。
3.智能终端技术
智能终端即移动智能设备，包括手机、平板电脑、智能手表等，并具有网络通信、数据处理、图像识别等功能。智能终端与WSN相结合可以形成一个完整的环境监测系统，实现环境数据的实时、有效显示。
三、系统设计
1.系统组成
基于WSN与智能终端的环境监测系统主要由传感器节点、无线传感器网络、基站节点以及智能终端组成。其中，传感器节点用于实时监测环境数据，WSN用于数据传输，基站节点用于处理数据并向智能终端发送数据，智能终端用于数据接收与显示。
2.软件设计
环境监测系统软件主要包括传感器数据采集软件、数据传输协议、数据处理软件、智能终端软件等。其中，传感器数据采集软件用于读取传感器数据，数据传输协议指定节点之间的数据传输协议，数据处理软件用于对采集的数据进行处理，智能终端软件用于数据显示。
3.硬件设计
系统硬件主要由传感器、无线传感器网络、基站节点、智能终端等组成。其中，电池供电的传感器具有低功耗、高灵敏度等特性，无线传感器网络通过WIFI、Zigbee等无线协议传输数据，基站节点用于数据汇总与处理，智能终端可选择移动设备或显示器。
四、实验结果
1.实验环境
本文基于三个传感器节点完成了基于WSN与智能终端的环境监测系统的实验。其中，传感器节点采用了温度传感器、湿度传感器和甲烷传感器，基站节点使用树莓派，智能终端选用手机作为测试设备。
2.实验结果分析
实验结果表明，该系统可以实现对环境数据的实时监测与处理，并可以通过智能设备显示监测数据。同时，在网络不稳定的情况下，该系统可以自动控制节点选择合适的通信信道。系统易于扩展，可以加入更多的传感器节点，并将数据保存到云端。
五、结论
在本文的研究中，我们成功地实现了基于WSN与智能终端的环境监测系统。该系统具有实时监测、自动化控制、数据处理等优良特性。通过此系统，可以有效地提高环境监测的质量和准确性。未来，我们将进一步改进该系统的性能，并将其广泛应用于生产和生活中。