社会生产力的发展与工业化进程的加速,带来的不仅是丰富的物质财富,还带来了严峻的环境问题。目前,城市环境空气质量已成为一个严重的社会问题,受到人们越来越多的关注。因此建立一套准确高效反映空气质量的监测系统,对于实现污染源的监控,提高环境空气质量具有重要意义。论文的主要工作是为空气质量自动监测系统(AAQM,Automated methods for Air Quality Monitoring)建立通信网络。内容包括通信方案的提出,网络结构的设计,以及通信系统的实现与测试。具体的研究与实现内容如下:论文首先介绍了虚拟专用网络(VPN,Virtual Private Network)技术,该技术以其灵活的组网方式与安全可靠的通信机制而得到广泛的应用。本文对虚拟专用网的关键技术、拓扑结构和它在各协议层的实现做了一定的研究,重点阐述了该技术在网络层IPSec协议中的实现与安全机制。论文结合AAQM系统的组网需求,将VPN技术应用在该系统的网络通信中,提出了以工业组态软件为通信平台,建立监测子站与监控中心的虚拟专用网,以数据共享的方式实现局域网内安全可靠的数据通信机制。论文详细阐述了AAQM系统的网络结构设计与实现方式。系统利用ADSL宽带网作为基础网络设施,使用硬件虚拟专用网组网设备进行AAQM系统的网络搭建,采用组态软件的网络功能实现数据共享并完成监测子站与监控中心的网络通信功能。最后,通过对AAQM系统的网络连接测试与性能测试,证明了虚拟专用网络技术在空气质量监测系统中的应用是成功的,它为该行业的网络系统构建提供了一个较好的解决方案。