21世纪随着人们环保意识提高,对环境信息需求量加大。面向移动平台与环境空气在线高密度监测,本文设计了空气质量监测无线传感器的多链路双向通信机制。目前的空气质量监测仪产品质量良莠不齐,通常具有监测的气体单一、不具备通信功能,携带不够便携的问题。针对以上问题,本文设计了基于STM32的空气质量监测无线传感器系统,并针对数据通信协议和通信机制进行了深入的研究,为了保证系统的可控性和安全性,对网络延迟进行预测,并将传输的数据加密,最后探讨网络代价,从而为空气质量的监测系统的多链路设计提供了科学且系统化的技术支持。纵观全文,本文的主要研究内容有:(1)搭建硬件平台。采用STM32F103RCT6作为主控芯片,通过多合一传感器进行数据的采集,TFT式屏幕实时显示数据,分别通过4G、Wi-Fi、NB-IoT、Lor a通信模块上传数据。(2)在硬件平台之上利用C语言进行嵌入式软件开发,在STM32平台移植Fre eRTOS操作系统,根据系统功能分配各任务的优先级,使系统具有空气质量监测的功能,并且上传带有RTC功能的时间戳的数据包,实现空气质量数据的实时上传。本文将对多种通信模块的通信特点及软件设计的关键细节进行深入的研究。(3)根据环境空气质量监测无线传感器终端采集的数据内容和数据传输的完整性要求,依据国家标准通信协议及数据格式,自定义了设计了数据通信协议,包括登录通信协议、设备校时通信协议、数据上传通信协议、Wi-Fi下发通信协议。并且自定义设计了交握协议、应答机制、补传机制,确保数据链路的稳定性和数据的完整性。(4)采用时间序列的方式,对网络延时进行预测。云平台与终端数据通信采用AES-128算法,确保链路的安全性,并计算最佳的网络代价。最终的实验结果表明网络延迟预测采用时间序列方式准确,并且多链路下的网络数据传输稳定,可以稳定上传带有基于RTC功能时间戳数据。即使网络发生异常,等待网络恢复后,系统也可以进行稳定的数据补传,数据传输完整,系统性能稳定良好。