基于IPv6的环境监测系统的开发和应用

系统耗电测试的分析
系统的电源是由太阳能和蓄电池供电组合而成。在实际测试中，在低功耗运行的情况下，电源完全可以满足监测系统的需要。根据监测数据显示，设备全年的电池电压波动基本保持在12-14.5V的范围内，说明设备没有出现供电不足的情况。

对IPv6网络的测试
测试内容包括IPv6网络初始化、自动获取地址、IPv6套接字通信和HTTP网络服务。测试环境如下。

(a)
网络环境。教育网络（IPv6校园网络）。

(b)
交换机。H3C S5100-SI以太网交换机。

与IPv4相比，IPv6的一个特点是自动状态配置。为了测试系统中IPv6的运行状态，在代码中加入了输出调试信息的功能，通过串口将实时信息状态输出到计算机，并通过计算机端串口服务程序SSCOM输出调试信息。测试结果如图13所示，从图中可以看出，lwIP协议栈初始化成功后，系统向路由器发出了地址配置状态信息。交换机根据当前局域网的IP环境，为系统分配了一个IPv6地址，该地址在分配后不会改变。因此，远程网页可以通过这个地址直接访问嵌入式服务器，从而访问显示监测数据的网页。测试结果还显示，从协议栈初始化成功连接到接收IP地址的延迟时间小于10秒，表明嵌入式系统中协议栈的响应速度可以满足应用的要求。

使用套接字是基于TCP/IP协议栈实现两个应用程序之间双向通信连接数据传输的一种常用方式，是协议栈的重要组成部分。因此，为了测试本系统中的IPv6协议栈是否能够支持套接字应用，在本系统中设计了相应的测试模块。此外，在计算机端基于Linux编程实现了一个IPv6 TCP监控服务器。在实际测试中，本系统作为一个TCP客户端连接到计算机上的监控服务器。连接成功后，服务器向系统发送测试数据，系统客户端收到测试数据后向服务器返回反馈。测试信息输出如图14所示。测试信息显示，本系统具有IPv6 TCP双向通信功能，且通信稳定。

最后，对本系统的嵌入式网页进行测试。该网页是通过浏览器直接访问该系统的IPv6地址获得的。在谷歌浏览器的开发者工具的帮助下，请求和接收数据的过程被详细地显示出来。测试得到的网页如图15所示。从图中可以看出，浏览器直接访问了系统的IP地址（http://[2001:da8:207:e219:280:e1ff.:fe18:2635]/），以获得网页数据和JSON格式的传感器监测数据。此外，网页的响应时间小于4秒，可以满足基本的应用要求。