近年来，一种被称为无线传感器网络的新式网络呈现了。这种由多个具有核算处理、无线通讯、传感或操控能力的单节点构成的无限传感器网络是当时国际上倍受重视的、多学科前沿热门研讨范畴，它具有信号搜集、实时监测、信息传输、协同处理、信息服务等功用，使网络技能得到了极大的拓宽，并使经过网络实时监控各种环境和设备成为可能。传感网是物联网的中心，首要运用于物联网中的信息感知层，用于盯梢、监测和决议计划支撑，完结智能感知和办理。
嵌入式体系是以运用为中心，以核算机技能为根底，软硬件可裁剪，适用于运用体系对可靠性、本钱、体积、功耗等功用有严格要求的专用核算机体系。它一般由硬件和软件组成。其间，硬件包含嵌入式微处理器和外围设备；软件包含嵌入式操作体系与特定的运用程序。嵌入式技能可广泛用于对其他设备的操控、监督或办理功用。
测控技能指对某一特性的监测与操控。长途测控指办理人员在异地经过核算机网络联通需被操控的设备，经过本地核算机对远方设备进行查询、装备、修正等作业。长途测控技能能够完结办公自动化与工业自动化的无缝衔接，且已成为新式的研讨热门。跟着网络的需求与开展，B/S形式迅速开展。运用此形式，客户端只需装置Web浏览器即可简略经过浏览器从Web服务器上下载程序到本地来履行，由此完结长途测控。
核算机技能、通讯技能和微电子技能的飞速开展，让测控体系范畴也正在进行着一场巨大的革新，网络化和信息化已经成为了测控体系的开展方向。归纳传感网技能、嵌入式技能与工业测控技能，构建一个依据Web方法的长途测控体系可使测控产品的实时性、安全性、可保护性等方面得到大幅度的进步，一起也更利于完结会集监督、一致调度与优化办理。本文结合各项技能介绍了一个依据Web方法的嵌入式长途测控体系，并运用该计划成功完结了一智能家居体系。
长途监控体系的整体结构规划
依据Web方法的嵌入式长途测控体系的根本架构如图1所示。该长途测控体系首要由嵌入式测控单元、本地服务器与远端办理主机这三部分组成。
图1 长途测控体系根本构架
坐落最底层的嵌入式测控单元首要散布在各个测控节点上，由中心处理器、传感器、履行器、网络接口、GPS模块、GPRS模块等组成，担任搜集现场的环境参数，并将各参数与设定值比较，若超出规则规模，则会运用报警器报警，并让各履行器作业，以取得正常参数规模，且将测验数据经过订制协议传送到本地服务器，然后抵达远端办理器显现。GPS模块可清楚定位产生毛病的设备，GPRS模块作为无线收发模块可在有线网络呈现毛病时完结高质量的数据传送，为把嵌入式体系运用到长途测控体系中供给了十分实践可行的含义。
坐落中心作为桥梁的是本地服务器，首要接纳各测控单元上传的监测参数，并保存到数据库中，守时查询与剖析测控单元的状况，假如发现它呈现过错，则当即短信告诉用户。一起，服务器也需守时将数据库中的数据及时反馈给远端办理器，运用户在第一时刻监测到各测控设备的状况，并完结办理器对各测控单元的操作。
最顶层则是远端办理器，它能够体系地对各测控单元进行剖析、查询和办理，能够接纳测控服务器上传的各种信息，也能宣布指令对底层的单元进行操控与处理，且可依据IP地址直接操控某一特定的测控单元，对各设备进行一致办理。当有线网络呈现毛病时，还能够经过GPRS进行无线衔接操作，然后使得用户任何时候都能对其进行操控。
该体系经过前端传感器模块和信息接纳模块搜集各节点的参数，送入嵌入式体系进行处理和存储，并守时将监测信息传送到测控服务器，经过服务器反映到办理机上，然后完结对各测控设备的操控。该长途测控体系完结了将小设备挂到Internet上，能够及时地监测每一设备的运转状况。对监控体系来说，网络监控方法灵敏，体系施工和保护造价相对低价，可保存的数据量更大，数据存储方法更多，体系集成度更高。以网络为根底的长途监控突破了时刻、地域的约束，只需在有网络存在的当地，用户在授权的状况下，就能够不受约束地随时按需监控，完结即插即用。
要害技能研讨
嵌入式体系规划
嵌入式测控单元相当于传感网的各个节点，首要担任信息的搜集，并将其他如光信号、化学信号转化为电信号，并送给微操控器，对其进行处理。该测控设备是由嵌入式技能研制的具有智能检测与操控的体系，它以中心微处理器为中心，配以SDRAM、NANDFLASH、网络接口RJ-45、4线触摸屏接口、串行接口、LCD、USB口、SD卡存储接口与A/D和D/A转化器。运用UART1和UART2经过SP3243ECA芯片将TTL电平转化为RS232电平，可完结GPS和GPRS通讯。该体系硬件框图如图2所示。
图2 嵌入式体系硬件框图
软件体系则首要考虑发动程序、各种驱动程序、操作体系与运用程序。Linux操作体系开放源代码，能够裁剪内核，而且已经在Motorola，NEC，ARM等多种硬件渠道上安稳、高效运转，具有强壮的网络功用和杰出的文件体系支撑功用等长处。故挑选Linux操作体系，并依据详细运用，经裁剪和穿插编译后，构成ARM可履行文件，凭借串行口和网络口下载到FLASH之中。测控单元的运用程序首要包含数据搜集模块、液晶显现模块、键盘操控模块、网络服务模块、通讯服务模块与操控履行模块等。为了构建更好的人机界面，将QT/Embedded图形用户界面支撑体系移植到Linux中，并开发相应的图形用户界面。
Web运用技能
该体系选用B/S形式，为了能够从测控服务器或测控办理机经过浏览器直接拜访智能测控单元，在智能测控单元中有必要具有Web服务器功用。在嵌入式Linux渠道下，运用Boa作为Web服务器，能够使体系安稳高效地在方针体系中运转，而且运用和保护便利，可靠性高。嵌入式Web服务器Boa和一般Web服务器相同，能够完结接纳客户端恳求、剖析恳求、呼应恳求、向客户端回来恳求效果等使命。与其他传统的Web服务器不同的是Boa具有很高的HTTP恳求处理速度和功率，在嵌入式体系中具有很高的运用价值。
Boa程序的移植首要分为以下几个过程：
（1）针对ARM-Linux体系下载Boa源码并解压之；
（2）生成并修正Makefile文件，修正CC=gcc为CC=/usr/local/arm/2.95.3/bin/armlinuxgcc修正CPP=gccE为CPP=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc-E;
（3）装备Boa服务器后下载Boa服务器。将编译后的二进制文件下载到FLASH之中后Web服务器则具有了Web服务器功用。
数据通讯技能
该体系的通讯首要包含有线网络、无线网络、GPRS，GPS和定制协议通讯。
因为GPRS具有很多的长处，在数据通讯事务中得到了十分广泛的运用，所以在该体系的规划中选用了西门子公司的GPRS模块MC35来传输搜集的数据。
MC35模块支撑GSM900和GSM1800双频网络，接纳速率可达86.20Kb/s，发送速率可达21.5Kb/s，而且很简单集成，它和ARM2440处理器的UART1接口经TTL232电平转化后衔接。
装置GPS卫星定位体系，能够随时确认智能测控单元的方位。该体系的GPS接纳模块选用Motorala公司的M12+ONCORE，该模块的串行通讯参数为波特率4800b/s;8位数据位；1位中止位。
测控单元与本地服务器以及长途办理机的通讯则经过TCP/IP协议，但TCP/IP协议族中的协议数量巨大，而嵌入式体系的资源有限。因而，合理地对TCP/IP协议族进行裁剪更具含义。TCP/IP协议的简化应该遵从两个准则：一是不能改动其面向衔接的特性；二是它的简化有必要能合作其运用层所选用的协议。本地服务器和长途办理机则经过智能测控单元中的动态网页完结与智能测控单元的通讯，从而读取信息，发布履行指令。
运用实例及剖析
跟着传感器技能、半导体制造技能和嵌入式处理技能等的开展，无线传感器网络的研讨和开展取得了日新月异的效果。其运用范畴也开端从单一军事范畴朝多元化的方向开展，特别是一些大公司的参加，使无线传感网络在环境监控、工业操控、智能城市和智能家居［11］等范畴取得了实践可行的运用效果。在电子技能越来越兴旺的今日，电子工业也掀起了一场革新，而人们对生活快捷性的要求也越来越高。针对该现象，本文在此给出一套依据传感器网络与ARM的智能家居渠道，其首要意图是对住房内的火灾、雨水等环境参数和各种设备进行监控与操控，使住户无需亲临现场就能够对散布在不同方位的设备进行长途操控。
嵌入式测控单元器材挑选与规划
嵌入式测控单元散布在住房内的各个当地，首要担任对现场的信息进行搜集和对其进行操控，其首要功用包含搜集住房内温湿度等环境要素，对各用电器进行检测与操控，完结与测控服务器的网络通讯与完结Web服务器功用。
该体系首要选用的传感器包含丈量湿度与烟雾两部分。湿度传感器装置在窗户上，担任搜集湿度，依据是否下雨来操控窗体的开关。本计划选用HM1500作为湿度搜集单元，它具有较宽的湿度丈量规模，详细为0%~100%，且不受水浸影响，有极低的温度依赖性与杰出的线性度。火灾丈量传感器选用NIS09C，它合适各种高灵敏度烟雾勘探与火灾报警。
当检测到湿度高于所规则规模时，则调用履行器封闭窗户，反之，则不进行操作；当检测到烟雾时，也可操控灭火器的开关与门窗的开合，一起报警器报警，经过短信告诉住户来对火灾进行有用的防止。
用电器的长途操控开关是经过一个操控电路完结的，其电路图如图3所示。
图3 长途操控开关操控电路
微操控器的输出信号经晶体管驱动后作为继电器的输入信号。当微操控器的输出为低电平时晶体管饱满，驱动继电器通电吸合，负载通电；当微操控器输出为高电平时，晶体管截止，继电器断电开释，负载断电。因而经过远端办理机能够操控用电器的开关。
软件规划要点
对该计划而言，需将湿度、烟雾的监测与蜂鸣器、短信的操控驱动程序进行编写，在Linux穿插开发渠道中进行装备，裁剪剩余的驱动，留下对本渠道有用的驱动，保存后从头编译，最终将其下载到FLASH傍边，而其他的测控服务器软件则无需改动即可运用。
经屡次测验与试验，验证了该计划的可行性。运用中心件技能对其进行相应的装备，则可使此长途测控渠道比较广泛地运用于各个范畴，关于不同的状况，实践上仅仅需求替换传感器和相应的驱动程序，而作为上层的数据传输及各种运用程序都无需改变。
结语
本文提出了依据传感网的嵌入式长途测控渠道的一个通用Web长途测控架构，论述了该体系的结构及体系的要害技能，包含嵌入式技能、通讯技能与Web服务器技能等，并经过在一智能家居体系的成功运用，验证了此计划的可行性。从该体系所具有的安全性强，本钱低，带有智能，报警及时，有利于动力节省等特色可看出，研讨长途监测体系，发挥网络优势，完结人工智能对社会进步的重要性。
