1 系统概述
基于云网端架构的分布式环境数据采集，采用物联网和云计算技术，实现了云、网、端相接合。系统前端采用ARM Cortex-M3处理器，结合各种传感器采集电压、电流、温度、湿度等信息，对目标的设备运行、工作环境、非法入侵等实时监测；网络采用Internet有线网络、GPRS无线通信网两种通信方式，保证了数据传输的可靠性；云端服务器存储数据容量大。采用大数据分析技术，可对庞大的监测点进行故障检测、报警及定位，及时，高效，有很高的应用推广价值。
系统主要完成环境数据采集“端”的开发，借助现有的Internet网和GPRS通信网完成通信，一台服务器构建数据库系统及Web页面开发。
2 系统功能
本套智能环境数据采集系统，时时监控外界环境，上传服务器，一旦发生异样立即报警，具有数据采集、数据传输、数据存储三个功能。
2.1 数据采集
根据外界所设各种传感器模块，有效进行数据采样、处理、分析，实现下层的传感的功能。
2.2 网络传输
根据下层传感器所采集到的信息，可通过有线传输模块或者无线传输模块进行数据传输，当有线传输网络发生通信传输故障的时，及时采用无线分组传输模块，从而使得信息的传输更加及时可靠。
2.3 云端及Web服务器
云端服务器存储数据，容量大，采用大数据分析技术，可对庞大的监测点进行故障检测、报警及定位。Web提供可靠安全的实时监测、溯源追踪、智能报警、统筹调度、远程控制等服务管理功能。
3 系统设计
3.1 开发板实物图
STM32开发板型号是STM32F103VETT6.作为主控制单元，该CPU是STM32F103里面配置功能比较齐全的，它的主要组成部分包括：一个64KB的静态随机存取存储器、512KB的闪存、2个BasicTimer、4个General-PurposeTimers、两个高级的定时器、2个DMA控制器（共12个通道）、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口、1个FSMC接口以及112个通用IO口。该CPU的功能模块配置齐全，自带外部总线，用来扩展静态存储起和液晶显示器等，通过变静态存储控制器驱动液晶显示器，可以显著提高液晶显示器的刷屏速度，是STM32F1家族常用型号中配置最高的芯片，所以选择它作为stm32开发板的主芯片。MCU部分的原理图如图1所示。
3.2 数据采集系统
数据采集系统：根据外界所设各种传感器模块，有效进行数据采样、处理、分析，实现下层的传感的功能。本系统选择使用的时DHT11和SHT11温湿度传感器。DHT11是一款湿温度一体化的数字传感器。该传感器的电阻式测湿元件和NTC测温元件与一个高性能的8位单片机互相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够实时收集系统的湿度和温度数据。然后传感器通过集成在微型线路板上的数字信号处理电路，将温湿度数据转换成标准的数字信号。
DHT11的技术参数如下：
工作电压范围：3.3～5.5V；工作电流：平均0.5mA；输出：单总线数字信号；测量范围：湿度20%～90%RH，温度0℃～50℃；精度：湿度±5%，温度±2℃。
DHT11的管脚排列如图2所示。
图2 DHT11的管脚排列图
4 云端界面及Web服务器
除了上文提到的Web提供的服务管理功能之外，Web服务器还可以用来解析超文本传输协议。即当服务器收到超文本传输请求（request）后，会返回超文本响应（response）。Web服务器通过响应静态图片或者页面，或把动态响应的产生委托给CGI，JSP，ASP等脚本来产生一个HTML response，让用户完成浏览器的阅览。
5 结语
该系统具备环境自动监测功能，采用Cortex-M3处理的智能控制平台，实现公共设施生产无人值守化的功能，结合设施高发频段，设置并启动自动控制功能，通过温度、湿度、位置等传感器进行不断的环境监测、采集，一旦发生异样立马报警（比如温度超标、火灾、电压电流等异常警报LED，蜂鸣器发出报警声，提示旁边行人注意安全，并及时报警，排除故障）。网页的运用不仅更加便捷的将公共设施以及当地环境的数据呈现给人们眼前，还能用网页控制公共设施设备运转以改变其当前状态。网页可以更方便地实现远程实时接收公共设施及当地环境数据，手动调节公共设施保护环境，给公共设施营造一个更良好的环境。本设计目前主要应用于公共交通的机箱中，通过环境监测，对机箱进水或发生火灾、水灾、人为偷盗等信息及时做出反应，对保证机箱安全及保护周围密集人群的安全起着重要的作用。
参考文献
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（作者井龙海系临沂大学信息科学与工程学院学生）
