環境狀況在工農業生產、國民生活等領域的重要作用日益顯著，如何對其進行有效監測是一項有意義的課題。利用有線網絡對環境狀況近距離監測是傳統的手段，它存在布線復雜、困難，通信距離受限等缺點。隨著無線通信、網絡技術的發展，檢測技術自動化與通信技術的結合使遠程分布式實時監測成為可能。
　融合Ad hoc網絡、GPRS/GSM和PSTN的遠程分布式環境狀況監測系統能夠充分發揮各個網絡的優點，將無線傳感器網絡WSN(Wireless Sensor Network)監測的數據傳輸給遠程終端，基本不存在費用和距離的限制。
1 系統總體結構
　多網融合的環境狀況遠程實時監測系統組成原理如圖1所示，它主要由三部分組成：Ad hoc網絡、網關和遠程終端。Ad hoc WSN是一個分布式監測系統，實現環境狀況的數據采集；網關完成Ad hoc網絡與GPRS/GSM和PSTN的無縫連接，將WSN的數據發送到遠端；遠程終端由手機和普通計算機組成,用于監測現場狀況。

　Ad hoc網絡是由一組帶有無線收發裝置的移動終端組成的一個多跳臨時性自治系統，具有無中心、自組織、多跳路由和動態拓撲的特點，適合組建大規模分布式WSN。無線傳感器監測節點間進行數據通信時，MAC層采用IEEE 802.15.4標準。該標準定義一種供廉價的固定、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術。節點間進行數據傳輸時，網絡層使用AODVjr路由算法，AODVjr算法是針對AODV算法的改進，考慮到IEEE 802.15.4標準在節能、成本、應用方便性等因素，簡化AODV的一些特點，但是仍然保持AODV的原始功能[1]。采用AODVjr算法的好處，就是無線監測節點每次與網關通信時，總能找到一條最佳路徑；當網絡中個別節點處于睡眠或停止工作時，仍不影響其他節點與網關的通信。
　通用分組無線業務GPRS(General Packet Radio Service)是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務，特別適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸。公共交換電話網PSTN(Public Switched Telephone Network)是基于標準電話線路的電路交換服務，用來作為連接遠程端點的方法，其特點是分布廣泛，通信費用低廉。
2 硬件設計
　設計的硬件系統主要包括采集環境狀況的無線監測節點和進行多網融合的網關兩大部分。
2.1無線監測節點
　無線監測節點采用“MCU+RF+Sensor”的模式，如圖2所示。單片機采用宏晶科技公司生產的STC12C5A60S2，它有兩個串口,片內集成60 KB的Flash存儲器，1 280 B的數據存儲器，1 KB的EEPROM，8路10位高速A/D轉換器[2]。無線模塊采用Helicomm公司的IP-Link 1221-2034，該模塊符合IEEE 802.15.4標準，工作頻率是2.4 GHz，屬免許可證的ISM頻段。STC12C5A60S2與IP-Link1221-2034之間通過串口進行通信，前者的串口屬5 V TTL電平，后者的串口是3.3 V TTL電平，兩者連接時要進行電平轉換。

　傳感器主要用煙霧傳感器MQ-2、煤氣傳感器MQ-5、CO傳感器MQ-9、Hamamatsu公司的光敏電阻P1201-04,以及奧松公司的單總線數字溫濕度傳感器DHT11、Dallas公司的單總線數字溫度傳感器DS18B20。光照度、煙霧、煤氣和CO傳感器輸出的模擬信號經信號調理電路后，直接送至STC12C5A60S2單片機進行轉換。
　發光二極管主要用于指示無線監測節點的工作狀態；1602液晶用于顯示監測結果，當系統正常工作時，可以關閉液晶以節約電能;獨立按鍵主要用于設置環境狀況的報警上下限；當環境狀況超過報警門限時，蜂鳴器將發聲報警。
2.2 網關
　網關的結構如圖3所示,它主要實現Ad hoc網絡和GPRS/GSM及PSTN的連接，將WSN采集到的數據定時報告給遠端控制中心或手機。如果現場環境指標超標，也可以立刻上報。同時，遠端控制中心或手機可以主動查詢WSN的狀況。