基于Android系統(tǒng)的智能無線控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度、濕度、光照強度和CO2濃度等環(huán)境因素共同影響農(nóng)作物的生長。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，人們多以傳統(tǒng)經(jīng)驗來調(diào)整上述環(huán)境因素。然而，利用傳統(tǒng)經(jīng)驗既浪費人力又無法滿足準確性的要求。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及計算機科學(xué)技術(shù)的進步，智能化管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程已成發(fā)展趨勢。
　　為了實時獲取影響農(nóng)作物生長的環(huán)境因素的準確信息，并智能監(jiān)控、調(diào)整這些信息，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于Android系統(tǒng)的智能無線控制系統(tǒng)，用來管理農(nóng)業(yè)生

2、產(chǎn)過程。該系統(tǒng)分為以下三個部分:
　　(1)硬件端子系統(tǒng)。為了實現(xiàn)采集農(nóng)作物生長環(huán)境的實時信息并執(zhí)行相關(guān)指令等功能，本文自主開發(fā)設(shè)計了硬件端子系統(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)點主要負責采集農(nóng)作物生長環(huán)境信息。微處理器主要負責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主要負責通過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。
　　智能無線控制系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理，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)不能進行大規(guī)模電線供電，因此需要自備電源。傳統(tǒng)的無線控制系統(tǒng)的能耗過大，造成了人力、物力和財力的浪費，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算法運行在硬件端子系統(tǒng)中，該算法通過卡爾曼濾波和數(shù)據(jù)融合對數(shù)據(jù)進行處理。與傳統(tǒng)的無線控制系統(tǒng)相比，本文設(shè)計的智能無線控制系統(tǒng)減少了冗余信息的傳輸、提高傳感器采集數(shù)據(jù)的準確性從而

4、達到降低傳感器節(jié)點的能量消耗的目的。
　　(2)智能監(jiān)控中心。其功能主要通過三個模塊實現(xiàn):前臺管理模塊、后臺管理模塊和服務(wù)器模塊。前臺管理模塊包括系統(tǒng)登錄，農(nóng)作物環(huán)境信息實時顯示，農(nóng)作物病蟲害診斷，設(shè)備管理，用戶管理和監(jiān)測點管理。后臺管理模塊包括歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，專家知識庫管理，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)器模塊主要負責接收三個方面的數(shù)據(jù):從硬件端子系統(tǒng)端通過串口傳送的數(shù)據(jù)、從“微控”AP

5、P端通過socket傳送的數(shù)據(jù)以及接收微信公眾賬號的請求命令。服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)之后，通過數(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開源項目將解析后的數(shù)據(jù)推送到“微控”APP。
　　(3)手機客戶端。其主要功能是接收智能監(jiān)控中心推送的實時數(shù)據(jù)和發(fā)送相關(guān)控制命令。手機客戶端包括自主開發(fā)的APP“微控”和基于微信公眾平臺的微信公眾賬號，兩種手機端應(yīng)用程序可獨立運行。
　　a)自主開發(fā)的APP“微控”。

6、“微控”APP是基于Android平臺開發(fā)的應(yīng)用程序，該程序使用SQLite和SharePreferences進行數(shù)據(jù)存儲，通過Achartengine圖標引擎進行界面的設(shè)計，利用Notification通知欄框架實現(xiàn)預(yù)警通知功能。該APP主要包括實時數(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)基于微信公眾平臺的微信公眾賬號。本文利用微信平臺提供的API開發(fā)設(shè)計了微信公眾賬號。用戶