WiFi无线传感器网络在室内环境监控中的应用

"该文档是关于基于WiFi无线传感器网络的室内环境监控系统设计的硕士学位论文，作者为戚新建，指导教师为章伟教授，属于控制科学与工程领域，具体是控制理论与控制工程方向。论文主要探讨如何利用WiFi无线传感器网络来实时监测室内空气质量，以改善现代生活中的环境问题。" 在论文中，作者首先深入分析了室内空气质量监测所需考虑的环境因素和功能需求。系统设计总体方案提出，涵盖了WiFi网络的两种主要结构：自组织网（Ad-Hoc）和基础网络结构（Infrastructure）。此外，作者讨论了监测节点的主要构成，包括感知模块（用于采集环境数据），处理模块（用于数据处理和计算），通信模块（用于节点间的无线通信）和电源模块（为系统提供能源）。 接着，论文详细探讨了WiFi的IEEE 802标准，特别是物理层和MAC层的关键技术。物理层通过优化提升网络的吞吐量，而MAC层则通过规定数据帧格式以增强传输效率。同时，作者还分析了WiFi通信中的噪声来源，并构建了信号在墙壁间传播的衰减模型，这对于理解和优化无线信号的覆盖范围至关重要。 然后，根据室内环境监控的实际需求，论文选择了适合的传感器类型，如甲醛、PM2.5、VOC浓度传感器以及温湿度传感器，并设计了相应的传感器调理电路和电源转换电路。论文详细介绍了采用STM32微控制器和ESP8266 WiFi射频芯片构成的通信节点模块，包括通信接口电路设计和电源噪声管理策略。为了适应台式计算机的监控需求，还设计了一种串口数据到DM9000A以太网通信模块的转换方案。 这篇论文为基于WiFi无线传感器网络的室内环境监控系统提供了全面的设计方法和实现细节，对于理解和构建类似的环境监测系统具有很高的参考价值。其研究不仅有助于提升室内环境质量，还能为人们的生活健康提供保障。