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随着我国经济飞速发展,工业规模逐步扩大,使得环境问题日益凸显。而且近年来,雾霾天气在各地区频繁出现,导致空气质量下降,严重干扰到人们的正常生活。室内空气质量是关系人们身体健康的重要因素,因此展开对室内空气质量监测的研究变得尤为重要,特别是在办公室、教室、商场等空间相对封闭且人群集中的地方。需要一种室内空气质量监测系统,实时掌握室内多个房间空气质量的情况,达到监测和预警目的。因此本文设计了针对室内空气质量中多个物理量多点实时监测系统,主要以CC2530作为核心处理器,通过ZigBee模块和GPRS模块组成无线数据通信网络,并运用LabVIEW软件设计了上位机监控界面,可以根据设定值有效地进行监控和报警。本文的具体研究内容如下:1、无线传感器网络的研究。分析了无线网络的体系结构及特点,深入研究了ZigBee技术和GPRS技术,主要针对ZigBee技术的网络拓扑及协议构架,结合GPRS网络提出了室内环境监测系统的总体方案设计。2、室内空气质量监测系统硬件设计。对监测终端、无线路由节点、无线网关节点进行硬件结构和硬件电路设计:包括微控单元CC2530模块、SIM900A通讯模块、电源模块、JTAG接口等。3、室内空气质量监测系统软件设计。通过分析ZigBee技术网络层的运行机制,实现了网关节点的组网以及各节点之间的数据无线传输功能。为了降低系统能耗,研究了基于粒子群优化的分簇路由算法(PSO-DH)。采用双簇头的策略使簇头能耗在主副簇头间分散开,达到延长网络寿命目的。4、系统测试与分析。在Packet Sniffer软件上对系统通信能力进行了测试;在LabVIEW软件上完成监控界面设计:包括温湿度、PM2.5和CO浓度监控的界面设计;根据各参数要求设定了报警值,在PC机上实现了对采集数据实时显示分析和报警的功能。通过测试分析,各节点之间通信正常,且路由节点损坏时终端节点也可继续与网关节点通信,组网可靠。上位机监测软件显示数据准确,实现了室内环境实时监测系统设计。本系统成本较低,能耗较低,工作寿命较长,自动化程度较高,用户使用更加便利。