智能温室大棚客户端与服务器端系统设计

朱春艳，李伟凯

智能温室大棚客户端与服务器端系统设计

朱春艳，李伟凯

（黑龙江八一农垦大学信息技术学院，大庆 163319）

目前，农业信息化、现代化迅猛发展，将农业与迅速发展的科学技术融合在一起，为农民实现增产、创收目的是一些农业专家们共同的研究目标。国家在这方面的投入不断的增长，在农业生产中，信息化下的各种技术已经开始投入使用。近些年，温室大棚在我国开始不断的推广起来，尤其是智能化温室大棚已经进入到了人民的视野当中。针对温室大棚的智能监控要求，提出了一种基于Android操作系统的智能手机远程监控的设计理念。详细描述了手机客户端与服务器端所实现功能的具体流程。经过实际的温室大棚环境测试，验证了该系统运行稳定，数据反映及时，且具有监控便利，可扩展性强的特点。

温室大棚；智能监控；智能手机

物联网作为一个新兴的技术现在已经被很多个领域广泛应用且效果很好。比如：矿山勘测、地铁监控等方面均有所应用。该技术是将无线传感器、RFID、嵌入式系统和计算机网络等多门技术融合在一起形成的一种特有的技术。在我国的大部分农村，农业温室大棚早已广泛的存在，但是，管理的模式依旧比较落后，局限在人工管理上。近些年来，以物联网为基础的智能农业受到了广大研究学者的关注。随着物联网技术在农业生产中的应用，改变了以往落后的生产状况，智能监控系统替代了人工的操作，节省了大量人力物力和生产成本的同时提高了劳动效率。目前，在农业生态环境监控、农业生产精细管理、农产品安全追溯等几个方面是物联网技术应用的重点方面。那么，未来农业发展的主要目标是实现农业的信息化，自动化和智能化。这一目标的实现离不开各种传感器技术，网络通信技术以及设备管理技术的不断发展也成熟。因此，借助于物联网技术，形成全面感知、智能管理的农业一体化具有重要的意义。

设计了基于Android平台的温室大棚环境因子远程测控系统，由于整个系统是面向农民朋友，所以，系统应具备操作简便化的特点。因此本系统主要是对客户端以及服务器端进行了详细的介绍和说明，并针对这些方面进行了系统的设计和实现。从而使得农民可以在这些模块的基础上对智能温室大棚进行控制和管理。

1 客户端设计

客户端设计一共包括四部分：用户登录及注册、数据查询及显示、设备控制及管理、环境监控及报警。

1.1 用户登录及注册

使用者初次访问系统的话，需要完成一个注册的环节，使用者根据注册的提示完成注册请求，然后服务器对接到的使用者注册请求的信息之后，对其密码，用户名等相关信息进行处理，并将其注册结果返回给客户端。具体的注册流程和登陆流程如图1和图2所示。

图1 用户注册表流程Fig.1 The user registry process

图2 用户登陆流程Fig.2 The user login process

1.2 数据查询及显示

用户注册成功之后，通过用户名和密码登录之后，可以访问和查询棚内传感器采集到的一些环境参数信息。查询的过程如下：使用者通过客户端向服务器发送查询的信息请求，服务器根据这个请求信息进行分析处理，做出相应的反馈。具体的数据查询及显示流程如图2所示。

1.3 设备控制及管理

当用户通过客户端对棚内的设备发出一个控制及管理的指令时，服务器会根据这个信息与数据库中的管理员信息进行比对分析，如果该信息与数据库中的管理员信息不符的时候会返回一个登录失败的对话框，反之，当比对一致的时候，服务器会根据请求的信息内容作出相应的反馈，实现对某一设备的控制与管理。设备控制及管理的具体流程如图1.3所示。

图3 数据查询及现实流程示意图Fig.3 Data query and real flow diagram

图4 环境监控及报警流程示意图Fig.4 Environmental monitoring and alarm flow diagram

1.4 环境监控及报警

大棚内的环境参数都有一定的阈值范围，当实际参数超出了设定的阈值范围的时候，会向用户发送一个报警信息，用户根据这个报警信息及时的做出相应的控制与处理，来保证农作物处于一个正常的生长环境中。具体流程图如图4所示。

2 服务端设计

服务端设计有三部分组成，即：数据接收模块、数据处理模块、数据发送模块。

2.1 数据接收模块

服务器和移动通信之间通过一个桥梁连接起来，这个桥梁就是数据接收模块。数据接收模块的流程图如图5所示。

图5 数据接收模块流程示意图Fig.5 Data reception module flow diagram

2.2 数据处理模块

作为温室大棚智能监控系统服务器的核心部件数据处理模块，它的主要工作是通过解析，计算和处理等操作对数据接收模块传来的请求报文进行处理。数据处理模块的具体流程如图6所示。

2.3 数据发送模块

服务器构造的应答报文与客户端连接的桥梁是数据发送模块。具体数据发送流程如图7所示。

图6 数据处理模块流程示意图Fig.6 Data processing module flow diagram

图7 数据发送模块流程示意图Fig.7 Data delivery module flow diagram

3 总结

主要是完成了对温室大棚智能监控系统的客户端和服务器两个部分进行了详细的设计与实现。具体的设计与实现过程如下：客户端方面主要是针对使用者的登陆及注册、数据查询及显示、设备控制及管理、环境监控及报警等几个部分进行了设计。服务器方面主要是对报文的接收、处理、发送进行了详细的设计及流程图说明。系统自从在生产实际中推广使用至今，用户反馈良好。为农户创造了很高的经济效益，成为农户快速致富的有效途径。同时，该系统能够满足农场实际育苗的需求，系统实现了高精度、低功耗的棚内环境参数检测，能按照农艺要求进行设置，具有声光报警、自动开闭通风卷帘、微喷浇灌、数据上传、远程提醒等功能，便于各级人员监测棚内当前的状态。同时，棚内大量的数据可通过PC机进行存储，为农场生产决策提供数据支持。该系统提高了作业效率、减轻操作人员的劳动强度，而且使得秧苗长的更壮，达到培育壮秧的目的，进而提高水稻的品质与产量，使农户增产增收，对我国水稻工厂化育秧工作提供技术支撑，具有极其广阔的应用前景。

［1］ 邓晓栋.基于Android平台的温室大棚环境因子远程测控系统的设计与实现［D］.海口：海南大学，2015.

［2］ 荆珂，张孟杰，李芳，等.温室控制系统的现状及其发展［J］.农机化研究，2008（5）：213-215.

［3］ 贺婷婷，白皓然，尚书旗，等.基于WEB农业温室远程监控系统设计与实现［J］.农机化研究，2013，35（10）：158-161.

［4］ 何龙，闻珍霞，杨海清，等.无线传感网络技术在设施农业中的应用［J］.农机化研究，2010（12）：236-239.

［5］ 康亚杰.智能传感器的研究与设计［J］.长春大学学报，2016（10）：33-38.

［6］ 韩华峰，杜克明，孙忠富，等.基于ZigBee网络的温室环境远程监控系统设计与应用［J］.农业工程学报，2009，25（7）：158-163.

［7］ 钟寿洋，张德晖，张翔．马铃薯挖掘铲的参数化设计研究［J］．赤峰学院学报：自然科学版，2015，31（8 下）：26-28.

［8］ 马志欣.基于Android平台的水稻生长田间管理辅助决策系统［D］.大庆：黑龙江八一农垦大学，2015.

［9］ 侯召龙.寒地水稻生长智能化远程监控系统通用平台的研究［D］.大庆：黑龙江八一农垦大学，2015.

Design of Client and Server Side System of Intelligent Greenhouse

Zhu Chunyan，Li Weikai
（College of Information and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

At present，the agriculture and the science and technology were integrated by the rapid development of the agricultural informatization and the moderniczation，achieving the increase in production and income for the farmers was the common goal of some agricultural experts.The government increased the investment and all kinds of information technology in the agricultural production had begun to put into use.In recent years，the greenhouse in our country began to promote，especially the intelligent greenhouse entered the public.According to the requirement of intelligent monitoring of greenhouse，a design idea of remote monitoring system based on Android operating system was presented，the detailed description of the function between the mobile client and the server side was described in detail.After the actual greenhouse environment test，the system was tested and it had stable system，timely data，convenient monitoring and strong expandability.

greenhouse；intelligent monitoring；intelligent mobile phone

S237

A

1002-2090（2017）05-0085-04

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.05.020

2016-05-03

朱春艳（1978-），女，实验师，黑龙江八一农垦大学毕业，现主要从事计算机方面的研究工作。

李伟凯，男，教授，博士研究生导师，E-mail：bynd@263.net.cn。