【摘要】：溫室在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中起著重要的作用,它能夠減少外界環(huán)境對(duì)作物的影響,創(chuàng)造出適宜作物生長(zhǎng)的環(huán)境,提高作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)線傳感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。通過(guò)傳感器獲取溫室環(huán)境信息,然后將信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去,可以實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的溫室網(wǎng)關(guān)存在數(shù)據(jù)可視化程度不高、跨平臺(tái)訪問(wèn)能力差并且現(xiàn)場(chǎng)可交互性較低等問(wèn)題,無(wú)法滿足現(xiàn)代化溫室的發(fā)展要求�；诖�,本文設(shè)計(jì)了一種基于Android的嵌入式溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān),主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)溫室監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。在對(duì)系統(tǒng)的功能和性能需求進(jìn)行分析后,選取ARM處理器作為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),嵌入式Android系統(tǒng)作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。基于層次化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)層以及應(yīng)用層三層系統(tǒng)架構(gòu)。(2)溫室監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。網(wǎng)關(guān)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(shè)計(jì)了ZigBee協(xié)調(diào)器接口電路來(lái)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(yùn)行,設(shè)計(jì)了GPRS接口電路發(fā)送溫室警報(bào)信息;為了擴(kuò)展系統(tǒng)的功能,設(shè)計(jì)了USB接口電路來(lái)連接攝像頭等外設(shè);為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)接口電路讓網(wǎng)關(guān)具備遠(yuǎn)程接入能力;為了實(shí)現(xiàn)本地交互,設(shè)計(jì)了LCD接口電路支持用戶現(xiàn)場(chǎng)操作。(3)溫室監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的軟件分為三大部分:數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)程序、客戶端應(yīng)用程序和嵌入式Web服務(wù)器程序。數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)程序是網(wǎng)關(guān)軟件的核心,能夠自動(dòng)識(shí)別解析并轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù),屏蔽了底層不同硬件接口之間的差異,為訪問(wèn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)提供了統(tǒng)一的接口�？蛻舳藨�(yīng)用程序采用C/S架構(gòu),在Android系統(tǒng)上開(kāi)發(fā),主要包含多用戶管理及登錄、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)查看、視頻監(jiān)測(cè)、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查看、網(wǎng)關(guān)參數(shù)設(shè)置、報(bào)警信息等功能,實(shí)現(xiàn)了多用戶對(duì)溫室環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。嵌入式Web服務(wù)器基于B/S架構(gòu)開(kāi)發(fā),前端采用JavaScript和HTML進(jìn)行設(shè)計(jì),后端使用PHP語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā),為用戶提供了跨平臺(tái)溫室監(jiān)測(cè)服務(wù),提高了整個(gè)系統(tǒng)的適用性。(4)溫室監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)測(cè)試。分別在Android手機(jī)和Web瀏覽器上測(cè)試了系統(tǒng)的各項(xiàng)功能,并對(duì)網(wǎng)關(guān)丟包率、響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)性以及視頻幀率進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證系統(tǒng)能否滿足設(shè)計(jì)和使用要求。測(cè)試結(jié)果表明,該網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可以對(duì)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)可視化程度高,安全預(yù)警能力強(qiáng),具有良好的現(xiàn)場(chǎng)交互能力。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,功能和性能滿足設(shè)計(jì)要求,可以對(duì)溫室的環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè),具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

系統(tǒng)軟件包含三大部分，數(shù) Web 服務(wù)器程序。數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)程序 服務(wù)器和應(yīng)用程序獲取溫室數(shù)據(jù)提供了層采用 Java 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，，相當(dāng)于 C/S 架查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)。Web服務(wù)器通過(guò)本地用網(wǎng)關(guān)接口）程序?qū)?shù)據(jù)傳遞給 Web 瀏過(guò) http 協(xié)議將請(qǐng)求的數(shù)據(jù)發(fā)送給瀏覽器。測(cè)試。分別在 Android 手機(jī)和 Web 瀏覽并對(duì)網(wǎng)關(guān)丟包率、響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)性以及穩(wěn)定地運(yùn)行。究工作沿用如圖 2-1 所示的技術(shù)路線。提出需求

Android 是谷歌公司基于 Linux 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一款應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備的開(kāi)源操統(tǒng)[40]，該系統(tǒng)采用分層的系統(tǒng)架構(gòu)，自底向上依次為 Linux 內(nèi)核層、系統(tǒng)運(yùn)層、應(yīng)用程序框架層以及應(yīng)用程序?qū)印Ｇ度胧?Android 系統(tǒng)在 Android 系統(tǒng)的上進(jìn)行適當(dāng)裁剪，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行定制，完成嵌入式硬件所要求的功能。其良好的 UI 設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單舒適的用戶交互體驗(yàn)，嵌入式 Android 在智能家居、控制、醫(yī)療電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)不僅要求能夠遠(yuǎn)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(chǎng)交互能力。用戶不僅可以通過(guò)遠(yuǎn)程客戶端對(duì)溫室進(jìn)測(cè)，還可以在本地獲取溫室的環(huán)境信息。因此整個(gè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)要求功能強(qiáng)大、觀、運(yùn)行穩(wěn)定、支持網(wǎng)絡(luò)傳輸以及可交互性強(qiáng)。綜合以上要求，采用嵌入式 An作為溫室監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)的操作系統(tǒng)是十分合適的。3.2.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)根據(jù)溫室環(huán)境網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的需求，設(shè)計(jì)了如圖 3-1 所示的三層架構(gòu)。應(yīng)用層
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52;TP316

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2616506