基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化烤煙系統(tǒng)

　　1 緒論

　　當(dāng)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(yán)格的溫濕度和保持時(shí)間的要求。這就要求煙農(nóng)在固定的很多時(shí)間點(diǎn)去看守住烤房的煙葉，隨時(shí)觀察烤房?jī)?nèi)的溫濕度的變化并做出相應(yīng)的調(diào)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(tǒng)為了克服傳統(tǒng)烤煙的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了利用烤煙與微信公眾平臺(tái)的結(jié)合來(lái)進(jìn)行智能化烤煙控制。煙農(nóng)能在微信上進(jìn)行遠(yuǎn)程查看烤煙房?jī)?nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)、煙霧值和烤煙房?jī)?nèi)的圖片，烤煙房的圖片用來(lái)觀察煙葉的顏色變化，還能在微信上遠(yuǎn)程控制溫濕度進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到減少人工成本，提高煙葉的成品質(zhì)量，增加煙農(nóng)收入的目的。

　　2 系統(tǒng)方案

　　2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

　　本系統(tǒng)由監(jiān)控端、本地服務(wù)器、新浪云服務(wù)器SAE、微信公眾平臺(tái)和微信用戶五部分組成。系統(tǒng)從監(jiān)控端采集傳感器數(shù)據(jù)，本地服務(wù)器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和轉(zhuǎn)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(tái)的訪問(wèn)。微信用戶在關(guān)注系統(tǒng)微信公眾賬號(hào)后，即可訪問(wèn)從監(jiān)控端采集到的數(shù)據(jù)。

　　2.2 監(jiān)控端

　　監(jiān)控端采用TI AM1808主控芯片的開(kāi)發(fā)板，基于Linux和ARM9內(nèi)核的軟硬件架構(gòu)，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(dá)(模擬熱源控制)、USB攝像頭、USB無(wú)線網(wǎng)卡等套件。監(jiān)控端采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。各個(gè)傳感器底層驅(qū)動(dòng)用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采集到的傳感器數(shù)據(jù)用TCP進(jìn)行傳輸，采集到的圖片用UDP進(jìn)行傳輸。監(jiān)控端主要實(shí)現(xiàn)傳感器信息的采集、烤煙控制與異常報(bào)警。

　　傳感器信息采集：監(jiān)控端能夠從溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器中讀取當(dāng)前環(huán)境的數(shù)據(jù)，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(bào)警：烤煙標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(duì)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(xiàn)相關(guān)變動(dòng)。系統(tǒng)每一分鐘都從配置文件中讀取該時(shí)刻對(duì)應(yīng)所需要的環(huán)境數(shù)據(jù)，然后與從傳感器采集到的當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若當(dāng)前環(huán)境不滿足配置文件中定義的環(huán)境數(shù)據(jù)，則控制相關(guān)操作使當(dāng)前環(huán)境達(dá)到定義的環(huán)境(如當(dāng)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(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則系統(tǒng)發(fā)出異常報(bào)警。異常報(bào)警分三個(gè)等級(jí);一級(jí)報(bào)警分溫度異常、濕度異常、煙霧異常;二級(jí)報(bào)警分溫、濕度異常，溫度、煙霧異常，濕度、煙霧異常;三級(jí)報(bào)警為溫度、濕度和煙霧同時(shí)異常。報(bào)警等級(jí)的判斷由當(dāng)前環(huán)境超標(biāo)的程度和報(bào)警已持續(xù)的時(shí)間共同確定。此外，監(jiān)控端會(huì)把報(bào)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(qū)域的烤房的烘烤信息集中管理，提供查看、控制和數(shù)據(jù)處理功能。本地服務(wù)器在windows7操作系統(tǒng)下采用Visual Studio 2010為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用C#語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)程序。傳感器數(shù)據(jù)用TCP進(jìn)行傳輸，接收?qǐng)D片用UDP進(jìn)行傳輸。本地服務(wù)器將監(jiān)控端傳來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2008進(jìn)行開(kāi)發(fā)。本地服務(wù)器接收監(jiān)控端傳來(lái)的圖片，并轉(zhuǎn)發(fā)給新浪云服務(wù)器。此外，一旦監(jiān)控端環(huán)境發(fā)生異常，服務(wù)器可以將報(bào)警信息通過(guò)GSM模塊發(fā)給手機(jī)端，以將風(fēng)險(xiǎn)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(zhuǎn)發(fā)微信用戶發(fā)來(lái)的請(qǐng)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)器收到微信用戶的請(qǐng)求后，用PHP語(yǔ)言解析xml語(yǔ)言消息格式，根據(jù)用戶內(nèi)容和自己的服務(wù)器邏輯，計(jì)算出需要返回給用戶的消息，然后將消息封裝成xml格式，返回給微信后臺(tái)。