【摘要】：溫室在現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的過程中起著重要的作用,它能夠減少外界環(huán)境對作物的影響,創(chuàng)造出適宜作物生長的環(huán)境,提高作物的品質與產量。隨著信息技術的不斷發(fā)展,無線傳感技術被廣泛應用于溫室環(huán)境監(jiān)測領域。通過傳感器獲取溫室環(huán)境信息,然后將信息通過無線網絡發(fā)送出去,可以實現(xiàn)溫室環(huán)境的遠程實時監(jiān)測,促進現(xiàn)代農業(yè)向數(shù)字化、網絡化以及智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的溫室網關存在數(shù)據(jù)可視化程度不高、跨平臺訪問能力差并且現(xiàn)場可交互性較低等問題,無法滿足現(xiàn)代化溫室的發(fā)展要求�；诖�,本文設計了一種基于Android的嵌入式溫室環(huán)境監(jiān)測網關,主要研究內容如下:(1)溫室監(jiān)測網關系統(tǒng)總體設計。在對系統(tǒng)的功能和性能需求進行分析后,選取ARM處理器作為硬件開發(fā)平臺,嵌入式Android系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。基于層次化的設計思想,設計了數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理與轉發(fā)層以及應用層三層系統(tǒng)架構。(2)溫室監(jiān)測網關系統(tǒng)的硬件電路設計。網關硬件以三星公司Exynos4412處理器為核心,為了獲取溫室環(huán)境參數(shù),設計了ZigBee協(xié)調器接口電路來匯聚ZigBee傳感器采集的數(shù)據(jù);為了保證系統(tǒng)能夠安全運行,設計了GPRS接口電路發(fā)送溫室警報信息;為了擴展系統(tǒng)的功能,設計了USB接口電路來連接攝像頭等外設;為了實現(xiàn)遠程監(jiān)測,設計了以太網接口電路讓網關具備遠程接入能力;為了實現(xiàn)本地交互,設計了LCD接口電路支持用戶現(xiàn)場操作。(3)溫室監(jiān)測網關系統(tǒng)的軟件設計。系統(tǒng)的軟件分為三大部分:數(shù)據(jù)處理與轉發(fā)程序、客戶端應用程序和嵌入式Web服務器程序。數(shù)據(jù)處理與轉發(fā)程序是網關軟件的核心,能夠自動識別解析并轉發(fā)經過網關的數(shù)據(jù),屏蔽了底層不同硬件接口之間的差異,為訪問溫室環(huán)境數(shù)據(jù)提供了統(tǒng)一的接口。客戶端應用程序采用C/S架構,在Android系統(tǒng)上開發(fā),主要包含多用戶管理及登錄、實時數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)查看、視頻監(jiān)測、節(jié)點狀態(tài)查看、網關參數(shù)設置、報警信息等功能,實現(xiàn)了多用戶對溫室環(huán)境的實時監(jiān)測。嵌入式Web服務器基于B/S架構開發(fā),前端采用JavaScript和HTML進行設計,后端使用PHP語言來開發(fā),為用戶提供了跨平臺溫室監(jiān)測服務,提高了整個系統(tǒng)的適用性。(4)溫室監(jiān)測網關系統(tǒng)測試。分別在Android手機和Web瀏覽器上測試了系統(tǒng)的各項功能,并對網關丟包率、響應時間、并發(fā)性以及視頻幀率進行了測試,驗證系統(tǒng)能否滿足設計和使用要求。測試結果表明,該網關系統(tǒng)能夠實現(xiàn)多用戶遠程實時監(jiān)測,可以對傳感器的狀態(tài)進行監(jiān)測,數(shù)據(jù)可視化程度高,安全預警能力強,具有良好的現(xiàn)場交互能力。整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,功能和性能滿足設計要求,可以對溫室的環(huán)境進行有效的監(jiān)測,具有一定的應用價值。
【圖文】：

系統(tǒng)軟件包含三大部分，數(shù) Web 服務器程序。數(shù)據(jù)處理與轉發(fā)程序 服務器和應用程序獲取溫室數(shù)據(jù)提供了層采用 Java 語言開發(fā)，，相當于 C/S 架查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)。Web服務器通過本地用網關接口）程序將數(shù)據(jù)傳遞給 Web 瀏過 http 協(xié)議將請求的數(shù)據(jù)發(fā)送給瀏覽器。測試。分別在 Android 手機和 Web 瀏覽并對網關丟包率、響應時間、并發(fā)性以及穩(wěn)定地運行。究工作沿用如圖 2-1 所示的技術路線。提出需求

Android 是谷歌公司基于 Linux 平臺開發(fā)的一款應用于移動設備的開源操統(tǒng)[40]，該系統(tǒng)采用分層的系統(tǒng)架構，自底向上依次為 Linux 內核層、系統(tǒng)運層、應用程序框架層以及應用程序層。嵌入式 Android 系統(tǒng)在 Android 系統(tǒng)的上進行適當裁剪，對系統(tǒng)的功能進行定制，完成嵌入式硬件所要求的功能。其良好的 UI 設計和簡單舒適的用戶交互體驗，嵌入式 Android 在智能家居、控制、醫(yī)療電子、工業(yè)控制等領域的應用越來越廣泛。溫室環(huán)境監(jiān)測網關系統(tǒng)不僅要求能夠遠程采集、處理并發(fā)送溫室環(huán)境數(shù)還要具備良好的用戶現(xiàn)場交互能力。用戶不僅可以通過遠程客戶端對溫室進測，還可以在本地獲取溫室的環(huán)境信息。因此整個網關系統(tǒng)要求功能強大、觀、運行穩(wěn)定、支持網絡傳輸以及可交互性強。綜合以上要求，采用嵌入式 An作為溫室監(jiān)測網關的操作系統(tǒng)是十分合適的。3.2.2 系統(tǒng)框架設計根據(jù)溫室環(huán)境網關系統(tǒng)的需求，設計了如圖 3-1 所示的三層架構。應用層
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52;TP316

【參考文獻】

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5 陳美鎮(zhèn);王紀章;李萍萍;周金生;夏得峰;;基于Android系統(tǒng)的溫室異構網絡環(huán)境監(jiān)測智能網關開發(fā)[J];農業(yè)工程學報;2015年05期

6 魏瑞江;孫忠富;;我國日光溫室小氣候研究進展與展望[J];西北農林科技大學學報(自然科學版);2014年12期

7 仲偉波;李忠梅;石婕;陳忠銘;;一種用于設施農業(yè)的ZigBee-WiFi網關研制[J];計算機科學;2014年S1期

8 武寧寧;鮑玉琦;;基于SQLite數(shù)據(jù)庫的溫濕度實時存儲程序的設計[J];電子設計工程;2014年10期

9 羅回彬;吳慶光;邱國超;潘維松;;基于ARM9的物聯(lián)網網關設計與實現(xiàn)[J];科技廣場;2014年04期

10 李萍萍;王紀章;;溫室環(huán)境信息智能化管理研究進展[J];農業(yè)機械學報;2014年04期

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1 羅懷榮;基于Web3D的多平臺溫室監(jiān)測系統(tǒng)設計[D];西南大學;2017年

2 鄒曙光;基于Android的嵌入式農業(yè)環(huán)境采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];江西農業(yè)大學;2016年

3 孫潤;基于WiFi智能家居的網關設計[D];西安工業(yè)大學;2015年

4 楊佐龍;基于B/S模式的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與研究[D];廣東工業(yè)大學;2015年

5 楊林靖;基于WinCE的大棚溫室監(jiān)測系統(tǒng)的設計[D];湖南大學;2014年

6 常英亮;基于嵌入式Linux的物聯(lián)網網關研究與實現(xiàn)[D];北京交通大學;2014年

7 尹彥霖;基于物聯(lián)網的嵌入式智能網關的研究與實現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學;2013年

8 秦宜州;實時監(jiān)控系統(tǒng)中基于多核并發(fā)的并行技術應用研究[D];東北大學;2012年

9 全志強;基于S3C2440處理器的嵌入式Linux BSP開發(fā)研究[D];西安電子科技大學;2012年

10 劉夢陽;基于FlexRay/CAN網關的汽車網絡數(shù)據(jù)轉換研究和實現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學;2010年

本文編號：2616506