基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化烤煙系統

　　1 緒論

　　當前的烤煙工藝過(guò)程大概需要五天，期間要控制煙葉經(jīng)過(guò)變黃-定色-干筋的過(guò)程，而每個(gè)過(guò)程有嚴格的溫濕度和保持時(shí)間的要求。這就要求煙農在固定的很多時(shí)間點(diǎn)去看守住烤房的煙葉，隨時(shí)觀(guān)察烤房?jì)鹊臏貪穸鹊淖兓⒆龀鱿鄳恼{整，使得人工的控制比較困難，難于實(shí)時(shí)了解烤煙的進(jìn)展。

　　本系統為了克服傳統烤煙的缺點(diǎn)，實(shí)現了利用烤煙與微信公眾平臺的結合來(lái)進(jìn)行智能化烤煙控制。煙農能在微信上進(jìn)行遠程查看烤煙房?jì)鹊臏貪穸葦祿?、煙霧值和烤煙房?jì)鹊膱D片，烤煙房的圖片用來(lái)觀(guān)察煙葉的顏色變化，還能在微信上遠程控制溫濕度進(jìn)行及時(shí)調節，從而達到減少人工成本，提高煙葉的成品質(zhì)量，增加煙農收入的目的。

　　2 系統方案

　　2.1 系統架構

　　本系統由監控端、本地服務(wù)器、新浪云服務(wù)器SAE、微信公眾平臺和微信用戶(hù)五部分組成。系統從監控端采集傳感器數據，本地服務(wù)器對這些數據進(jìn)行統計處理和轉發(fā)，發(fā)送到新浪云服務(wù)器，新浪云服務(wù)器接受微信公眾平臺的訪(fǎng)問(wèn)。微信用戶(hù)在關(guān)注系統微信公眾賬號后，即可訪(fǎng)問(wèn)從監控端采集到的數據。

　　2.2 監控端

　　監控端采用TI AM1808主控芯片的開(kāi)發(fā)板，基于Linux和ARM9內核的軟硬件架構，并且安裝了煙霧傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、步進(jìn)馬達(模擬熱源控制)、USB攝像頭、USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡等套件。監控端采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。各個(gè)傳感器底層驅動(dòng)用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采集到的傳感器數據用TCP進(jìn)行傳輸，采集到的圖片用UDP進(jìn)行傳輸。監控端主要實(shí)現傳感器信息的采集、烤煙控制與異常報警。

　　傳感器信息采集：監控端能夠從溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器中讀取當前環(huán)境的數據，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送到微信端顯示和記錄。

　　烤煙控制與異常報警：烤煙標準時(shí)間為150小時(shí)，在烤煙過(guò)程中，不同時(shí)間段要求的環(huán)境(溫濕度)是不同，而對烤煙過(guò)程中不同時(shí)刻的溫濕度要求是以配置文件的形式保存的，對于不同的烤煙環(huán)境可以通過(guò)更改其配置文件來(lái)實(shí)現相關(guān)變動(dòng)。系統每一分鐘都從配置文件中讀取該時(shí)刻對應所需要的環(huán)境數據，然后與從傳感器采集到的當前環(huán)境數據進(jìn)行比較，若當前環(huán)境不滿(mǎn)足配置文件中定義的環(huán)境數據，則控制相關(guān)操作使當前環(huán)境達到定義的環(huán)境(如當前環(huán)境溫度過(guò)低，則控制打開(kāi)烤煙端的熱源閘門(mén)，使環(huán)境溫度升高)，如果在一定時(shí)間內環(huán)境數據還達不到標準，則系統發(fā)出異常報警。異常報警分三個(gè)等級;一級報警分溫度異常、濕度異常、煙霧異常;二級報警分溫、濕度異常，溫度、煙霧異常，濕度、煙霧異常;三級報警為溫度、濕度和煙霧同時(shí)異常。報警等級的判斷由當前環(huán)境超標的程度和報警已持續的時(shí)間共同確定。此外，監控端會(huì )把報警信息推送到服務(wù)器端。

　　2.3 本地服務(wù)器

　　本地服務(wù)器主要功能是把一定區域的烤房的烘烤信息集中管理，提供查看、控制和數據處理功能。本地服務(wù)器在windows7操作系統下采用Visual Studio 2010為開(kāi)發(fā)平臺，采用C#語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)程序。傳感器數據用TCP進(jìn)行傳輸，接收圖片用UDP進(jìn)行傳輸。本地服務(wù)器將監控端傳來(lái)的實(shí)時(shí)數據保存到數據庫中，數據庫采用SQL Server2008進(jìn)行開(kāi)發(fā)。本地服務(wù)器接收監控端傳來(lái)的圖片，并轉發(fā)給新浪云服務(wù)器。此外，一旦監控端環(huán)境發(fā)生異常，服務(wù)器可以將報警信息通過(guò)GSM模塊發(fā)給手機端，以將風(fēng)險降到最低。

　　2.4 新浪云服務(wù)器

　　新浪云服務(wù)器一方面用TCP與本地服務(wù)器進(jìn)行通信，另一方面用HTTP處理和轉發(fā)微信用戶(hù)發(fā)來(lái)的請求指令。新浪云服務(wù)器采用PHP語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫(xiě)。新浪云服務(wù)器收到微信用戶(hù)的請求后，用PHP語(yǔ)言解析xml語(yǔ)言消息格式，根據用戶(hù)內容和自己的服務(wù)器邏輯，計算出需要返回給用戶(hù)的消息，然后將消息封裝成xml格式，返回給微信后臺。