图2 无线IP传感器模型

3.2 WNCAP

　　WNCAP模块是连接STIM模块与GPRS网络的接口，主要包括ARM7嵌入式系统，BENQ-M22 GPRS无线通信模块以及电源，天线等辅助模块。

　　GPRS无线通信模块中嵌入了TCP/IP协议栈，由于模块资源的限制，需对TCP/IP协议进行裁剪，只保留满足功能的基本协议。ARM7通过AT拨号命令接入GPRS网络，并向指定的中心数据网关IP发起TCP/IP连接，实现Internet/Intranet的无线接入。若连接GPRS网络失败，模块会进行自动重连，且连接计数器自动加1，当计数器的值超过一定值时，即向命令转发模块发送数据销毁命令并转发给相连的设备。

　　ARM7中的Flash存储器用来存放网络配置参数。为方便对IP传感器进行管理和维护，Flash中还存放有IP传感器的Web页面并创建了动态Web Server。这样工作人员可在监控计算机上通过浏览器远程访问IP传感器中的Web页面，实现远程访问、配置、诊断和维护等功能。ARM7中还包括命令转发模块，负责将监控计算机的数据销毁命令转发给被控计算机。

3.3 STIM

　　STIM模块以AduC812[7]为MCU，接入了4个传感器：烟雾传感器，热敏传感器，力平衡加速传感器和液位传感器。

　　烟雾传感器对烟雾的感应主要由光学迷宫完成，迷宫内有一组红外发射，接收对管，对射角度约120度。当无烟雾时，接收管接收不到红外发射管的红外光，后续电路无电压输出；当有烟雾时，烟雾进入迷宫使红外管发射的红外光发生散射，散射的红外光被接收管接收，在后续电路产生电压输出，烟雾越大，则散射越强，产生的电压也越高。

　　热敏传感器的工作原理基于热电效应，将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路。当两个导体的执行点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，在回路中形成一个电流，热敏传感器就是利用这一效应来工作的。

　　差容式力平衡加速度传感器把被测的加速度转换为电容器的电容量变化。传感器的机械部分紧靠电路板，把加速度的变化转变为电容中间极的位移变化，后续电路通过对位移的检测，输出一个对应的电压值，由此可以求得加速度值。

　　液位传感器采用红外光电原理，当外界液体接触到传感器表面时，改变了光线路径，红外接收管处于截止状态，从而触发反向器翻转，输出呈低电平吸收电流状态。
从以上四种传感器采集烟雾浓度、温度、震动加速度和液位等参数信息。数据校正引擎利用特定的数学函数对各个传感器通道数据应用存储的多项式系数为通道校正出精确的数据。

　　监控计算机利用经过采集和校正后的数据判断与某IP传感器相连的被控计算机或仪器是否有紧急情况发生，例如通过力平衡加速传感器参数信息可分析出被控计算机或仪器所处环境是否有地震发生。一旦分析得出有紧急情况发生，监控计算机即下达数据销毁命令。

　　TEDS是STIM内部的一个可升级、可扩展的电子数据表格，存储在EEPROM中，它负责描述STIM自身以及与之相连接的传感器的属性，存储了诸如传感器名称、辨识数字、设备类型、序列号、校验数据等信息。

4、数据销毁模块的实现

　　数据销毁模块内嵌在被控计算机或仪器中，包括网络通信和软件覆写数据销毁两个子模块。其流程图如图3所示。

           
图3 数据销毁模块流程图