基于Android系統(tǒng)的智能無(wú)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度、濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等環(huán)境因素共同影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，人們多以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整上述環(huán)境因素。然而，利用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)既浪費(fèi)人力又無(wú)法滿足準(zhǔn)確性的要求。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能化管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程已成發(fā)展趨勢(shì)。
　　為了實(shí)時(shí)獲取影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素的準(zhǔn)確信息，并智能監(jiān)控、調(diào)整這些信息，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于Android系統(tǒng)的智能無(wú)線控制系統(tǒng)，用來(lái)管理農(nóng)業(yè)生

2、產(chǎn)過(guò)程。該系統(tǒng)分為以下三個(gè)部分:
　　(1)硬件端子系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息并執(zhí)行相關(guān)指令等功能，本文自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了硬件端子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含各種傳感器、微處理器和cc2350等。傳感器節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境信息。微處理器主要負(fù)責(zé)接收各種傳感器捕獲的數(shù)據(jù)以及執(zhí)行相關(guān)指令。cc2530主要負(fù)責(zé)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)從硬件端子系統(tǒng)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控中心。
　　智能無(wú)線控制系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理，需

3、要監(jiān)控的農(nóng)作物面積較大，導(dǎo)致硬件端子系統(tǒng)不能進(jìn)行大規(guī)模電線供電，因此需要自備電源。傳統(tǒng)的無(wú)線控制系統(tǒng)的能耗過(guò)大，造成了人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高。因此，本文提出了一種基于卡爾曼濾波算法的KDS(Kalman Data Sensor)算法。KDS算法運(yùn)行在硬件端子系統(tǒng)中，該算法通過(guò)卡爾曼濾波和數(shù)據(jù)融合對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。與傳統(tǒng)的無(wú)線控制系統(tǒng)相比，本文設(shè)計(jì)的智能無(wú)線控制系統(tǒng)減少了冗余信息的傳輸、提高傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性從而

4、達(dá)到降低傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗的目的。
　　(2)智能監(jiān)控中心。其功能主要通過(guò)三個(gè)模塊實(shí)現(xiàn):前臺(tái)管理模塊、后臺(tái)管理模塊和服務(wù)器模塊。前臺(tái)管理模塊包括系統(tǒng)登錄，農(nóng)作物環(huán)境信息實(shí)時(shí)顯示，農(nóng)作物病蟲(chóng)害診斷，設(shè)備管理，用戶管理和監(jiān)測(cè)點(diǎn)管理。后臺(tái)管理模塊包括歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，專家知識(shí)庫(kù)管理，決策管理。服務(wù)器模塊包括數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)解析模塊，數(shù)據(jù)推送模塊。服務(wù)器模塊主要負(fù)責(zé)接收三個(gè)方面的數(shù)據(jù):從硬件端子系統(tǒng)端通過(guò)串口傳送的數(shù)據(jù)、從“微控”AP

5、P端通過(guò)socket傳送的數(shù)據(jù)以及接收微信公眾賬號(hào)的請(qǐng)求命令。服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)之后，通過(guò)數(shù)據(jù)解析模塊解析XML和JSON文件。數(shù)據(jù)推送模塊采用AndroidPN開(kāi)源項(xiàng)目將解析后的數(shù)據(jù)推送到“微控”APP。
　　(3)手機(jī)客戶端。其主要功能是接收智能監(jiān)控中心推送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和發(fā)送相關(guān)控制命令。手機(jī)客戶端包括自主開(kāi)發(fā)的APP“微控”和基于微信公眾平臺(tái)的微信公眾賬號(hào)，兩種手機(jī)端應(yīng)用程序可獨(dú)立運(yùn)行。
　　a)自主開(kāi)發(fā)的APP“微控”。

6、“微控”APP是基于Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，該程序使用SQLite和SharePreferences進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)Achartengine圖標(biāo)引擎進(jìn)行界面的設(shè)計(jì)，利用Notification通知欄框架實(shí)現(xiàn)預(yù)警通知功能。該APP主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示模塊、閾值設(shè)置模塊、預(yù)警數(shù)據(jù)模塊、服務(wù)控制模塊、設(shè)備操作模塊和模式控制模塊。
　　b)基于微信公眾平臺(tái)的微信公眾賬號(hào)。本文利用微信平臺(tái)提供的API開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了微信公眾賬號(hào)。用戶