智能終端的發展速度,智能手機、平板電腦等移動終端憑借其體積小、攜帶方便、功能強大等特點日益成為當今社會人手必備的工具,給人們的生活及工作帶來了極大的改變。
應用移動終端實現監控,不僅讓工作人員更加便捷,更重要的是可以讓工作人員在一邊監控的同時還可以做其他的事情,實現不管在何時、何地都可以實時了解設備的工作情況,打破以前那種現場監測的格局,使工作效率大大的提高,工作強度大大降低。
1 設計原理
整個系統適用于一切實時性要求與本文類似的場合,為了描述的更加清晰,本文以一個渠道上的一個閘進行闡述,包括對渠道閘門開高的監測、閘前閘后水位監測、閘門遠程控制。系統的數據傳輸采用 gprs 和 3g,由于gprs 資費低廉、實時性好,本方案中主要采用gprs 做數據傳輸;3g 帶寬高,傳輸速度快,本方案采用 3g 定向流量的辦法解決視頻傳輸的問題,通過定向流量的使用,一方面解決了普通 3G 套餐流量受限制的困難,一方面加強了數據傳輸的速度。系統主要的軟件實現在服務器端,通過 tcp/ip 協議接收各類數據,手機端采用 http 協議與服務器進行數據交換。
2 設計與實現
系統的主要原理是傳感器采集各類數據,然后由 gprs/3g 網絡把數據傳回服務器,服務器處理完收到的數據庫存入數據庫,然后通過web 發布的形式發布,同時服務器還設置有事務處理程序,負責處理各類實時事件。
2.1 數據處理模塊
數據處理模塊的核心是啟動一個位于公網tcp 端口進行監聽,各類傳感器通過 gprs 信號連接到該端口建立連接,然后通過 tcp 協議進行數據傳輸,數據庫模塊收到傳感器發來的數據后通過對數據進行分析判斷數據的來源及數據類型,并整理成統一的格式存入數據庫,例如數據處理模塊接收到如下數據:04 04 00 0002 01 86 30 FF,那么根據事先定義好的協議分析,第一位代表地址,第二位代表數據類型,三、四位為寄存器地址,五、六位為數據,最后兩位為校驗,那么首先進行校驗,校驗無誤對數據進行分析,結果為:地址為 4 的設備發來類型為4的數據(協議中規定:1控制;2水位1;2 水位 2;4 閘位),所以閘位就是:5.13 厘米,通過類型的分析判斷就把設備的運行狀態保存到數據庫了。
2.2 web發布及移動應用交互模塊
Http 定義了與服務器交互的不同方法,最基本的方法有 4 種,分別是 GET,POST,PUT,DELETE。URL 全稱是資源描述符,我們可以這樣認為:一個 URL 地址,它用于描述一個網絡上的資源,而 HTTP 中的 GET,POST,PUT,DELETE 就對應著對這個資源的查,改,增,刪 4 個操作。應用中 GET 一般用于獲取 / 查詢資源信息,而 POST 一般用于更新資源信息。在本文中,只涉及到 GET,POST,通過這兩種放完完成數據的讀取與上報。
2.2 .1 GET以 android 應 用 為 例, 首 先 構 造 一 個URL,并直接給 URL 加上參數,然后就可以通過HttpGet來獲取數據了,基本原理見圖1。
2.2.2 POSTPost 與 get 類似,只是參數傳遞不是直接寫在 URL 里了,而是構建了一個專門用來傳遞參數的數據結構,然后把構建好的數據結構提交給 url,同時接收 url 的反饋,以完成 port傳遞,因為參數不直接寫在 url 中,因此對于數據的傳遞更加安全。具體實現過程見圖 2。
以上介紹了 http 的 post 和 get,通過這 2種請求即可完成本項目的需求,包括通過移動應用查詢設備的實時運行情況(get 請求),通過移動應用控制閘門的開關(post 請求)。
2.3 事務處理模塊
事務處理模塊主要處理一些實時性的操作,因為本項目中的移動應用不直接對設備進行控制,所以事務處理模塊就起一個中間傳遞的作用。上文提到通過 post 傳遞數據實現閘門的控制,其實不是直接通過移動應用把命令發送到了閘門,而是發給了服務器,服務器處理請求后把請求的結果還是存入了數據庫,而剩下的工作就是由事務處理模塊來實現了,當在手機上點擊了開啟或者關閉閘門時,命令首先發給服務器,服務器再接收到命令進行解析,判斷命令為開啟或者關閉命令時交由事務處理模塊處理,事務處理模塊根據命令中的地址和操作類型把對應的指令通過 tcp/ip 協議發給對應的設備并實時監控設備的運行情況并把運行情況發送給移動端,完成整個事務的處理。
3 結束語
本系統根據農業水利的特點,為水利信息化提出一套既簡單可行又靈活方便的監控方案,使用該方案完全能滿足農業水利應用的需求。通過在農業水利行業使用移動應用,用戶可以不必再每天到每一個測點進行人工采樣監測,而是可以在任何地方隨時監測每一個測點的數據,大大降低了勞動強度?!緢D略】
參考文獻
[1] 陳敏 . 基于 FPGA 的蔬菜大棚無線溫度測控系統設計 [D]. 中北大學 ,2011.