目前有一些非常具有挑戰(zhàn)性的工作但是很適合應(yīng)用于嵌入式項(xiàng)目用于環(huán)境條件的監(jiān)測。從個人角度來看，環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目是對人類非常有益的一個工程。不管是檢測建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量還是測量遠(yuǎn)處湖泊內(nèi)的污染物含量，用于監(jiān)測環(huán)境的嵌入式系統(tǒng)對于我們這個世界是有益處的。

建立趨勢是一個非常有用的方法，我們可以知道系統(tǒng)中正在發(fā)生什么，幫助我們確定相關(guān)根源。環(huán)境監(jiān)測工具可以提供必要的先決條件數(shù)據(jù)，借助這些數(shù)據(jù)我們可以做出明智的決定如何關(guān)心并且與我們的星球和諧共處。畢竟著名的工程師W.Edwards說過“我們相信上帝，但是其他要靠數(shù)據(jù)說話！”

相反，從技術(shù)角度來講環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目非常具有挑戰(zhàn)性。有很多獨(dú)特的設(shè)計需要考慮而很多都嚴(yán)重依賴于外界環(huán)境。具體包括以下幾方面：

·惡劣的環(huán)境：我們監(jiān)測很多地點(diǎn)的原因是存在有害因素。這些有害因素對人類健康是有害的，有的情況對于電子器件也是有損傷的。不管是在工廠內(nèi)的化學(xué)環(huán)境還是戶外的惡劣環(huán)境下，我們的嵌入式系統(tǒng)都需要有極強(qiáng)的可靠性和穩(wěn)定性。

·缺少可靠的驅(qū)動源：用于監(jiān)測遠(yuǎn)端環(huán)境的傳感器不能永遠(yuǎn)依靠電網(wǎng)，讓設(shè)備生產(chǎn)能源并且使用實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自給自足才是關(guān)鍵。

·通信：偏遠(yuǎn)地點(diǎn)可能距電信基礎(chǔ)設(shè)備很遠(yuǎn)，因此可能大大限制了系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信

·維護(hù)：有害的和偏遠(yuǎn)的地點(diǎn)是我們不想讓人類涉足的，因此如果不能避免人工參與和系統(tǒng)維護(hù)，那么系統(tǒng)設(shè)備必須做到小型化。

環(huán)境的偏遠(yuǎn)和潛在的危害可能會影響我們的設(shè)計選擇，但是在一些消費(fèi)者導(dǎo)向型的設(shè)計中我們可能不需要考慮。有一些設(shè)計技巧我們可以集成到環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目中讓系統(tǒng)更加的可靠。在下一步的設(shè)計你應(yīng)該考慮如下幾方面：

·可選的驅(qū)動源：對于很多遠(yuǎn)程監(jiān)測應(yīng)用太陽能電池板是首選的解決方案。但是這不意味這是唯一或者最好的選擇。有一類能源被稱為能源收割機(jī)（有時也稱為能源拾荒者），能夠?qū)h(huán)境能源轉(zhuǎn)換成電源，完全能夠驅(qū)動小型的嵌入式系統(tǒng)。也可以和電池或者電容搭配使用來存儲能源，因此在環(huán)境能源不能夠轉(zhuǎn)換足夠的電力時也能夠驅(qū)動系統(tǒng)正常運(yùn)行。

·堅固的設(shè)備外殼：普通的系統(tǒng)盒子完全不能夠用于嚴(yán)酷的環(huán)境下，因此系統(tǒng)外殼必須能夠承受各種溫度、防水和抵御紫外線輻射。

·看門狗定時器：很多嵌入式平臺都集成有看門狗定時器單元。如果你選擇的平臺沒有，那么仍然有另外的選擇可用。看門狗定時器可以定期的檢測微控制器管腳的電壓變化，如果在設(shè)置的規(guī)定周期（時鐘周期，用戶可編程寫入固件中）后沒有檢測到變化，那么看門狗定時器會向微控制器發(fā)送復(fù)位信號。其策略就是如果微控制器發(fā)現(xiàn)自己處于“卡死”狀態(tài)，那么它可以自己復(fù)位而不需要人工按復(fù)位按鈕。

·低功耗模式：根據(jù)不同的計算性能嵌入式平臺應(yīng)該有不同的功耗模式。了解檢測的環(huán)境變量和最低監(jiān)測頻率，這樣我們就可以設(shè)置系統(tǒng)在較低功耗模式下，而且不影響數(shù)據(jù)的采集，同時系統(tǒng)的電池續(xù)航也能更長一些。

·存儲：獲取數(shù)據(jù)只是成功的一半，最終是要在計算機(jī)上進(jìn)行分析利用。這意味著我們要將數(shù)據(jù)從嵌入式系統(tǒng)中取出來并傳遞給服務(wù)器或者桌面計算機(jī)。然而有時候通信通道是不可靠的，不能讓采集的數(shù)據(jù)在通信的過程中丟失。采用外部存儲器的方式，例如SD卡可以說是一種非常簡單的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的方案。

·除了Wi-Fi和藍(lán)牙：我們?nèi)粘Ｉ钪胁捎玫暮芏嗔餍械耐ㄐ艆f(xié)議如Wi-Fi和藍(lán)牙非常適合相對短距離的通信。盡管一些技巧可以用來提高Wi-Fi的傳輸距離，但是對于環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用場合這些技術(shù)可能不是最可靠的。基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信模塊或者衛(wèi)星電話可以用于從遠(yuǎn)端傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。如果你正在搭建包含很多設(shè)備的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)一個網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，讓設(shè)備間相互傳遞數(shù)據(jù)知道達(dá)到某個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)傳輸出去。

·傳感器漂移：很多設(shè)備和工具都需要不時地進(jìn)行校正，這一點(diǎn)兒也不奇怪。對于我們能夠經(jīng)常接觸到的設(shè)備，這可能不算什么大事。但是對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)我們不能夠輕易的接觸到，因此最好能夠設(shè)計某些功能能夠考慮和修正傳感器漂移問題。最簡單的方式就是包含一個傳感器的多個副本，同時根據(jù)不同的傳感器平均值在軟件中插入一個標(biāo)準(zhǔn)值。盡管正在研究一些更復(fù)雜的解決方案來應(yīng)對傳感器漂移，但是現(xiàn)在我們應(yīng)該意識到傳感器漂移確實(shí)存在而且需要不定時的進(jìn)行校正。