农业水利监控的移动终端设计

　　智能终端的发展速度，智能手机、平板电脑等移动终端凭借其体积小、携带方便、功能强大等特点日益成为当今社会人手必备的工具，给人们的生活及工作带来了极大的改变。

　　应用移动终端实现监控，不仅让工作人员更加便捷，更重要的是可以让工作人员在一边监控的同时还可以做其他的事情，实现不管在何时、何地都可以实时了解设备的工作情况，打破以前那种现场监测的格局，使工作效率大大的提高，工作强度大大降低。

　　1 设计原理

　　整个系统适用于一切实时性要求与本文类似的场合，为了描述的更加清晰，本文以一个渠道上的一个闸进行阐述，包括对渠道闸门开高的监测、闸前闸后水位监测、闸门远程控制。系统的数据传输采用 gprs 和 3g，由于gprs 资费低廉、实时性好，本方案中主要采用gprs 做数据传输；3g 带宽高，传输速度快，本方案采用 3g 定向流量的办法解决视频传输的问题，通过定向流量的使用，一方面解决了普通 3G 套餐流量受限制的困难，一方面加强了数据传输的速度。系统主要的软件实现在服务器端，通过 tcp/ip 协议接收各类数据，手机端采用 http 协议与服务器进行数据交换。

　　2 设计与实现

　　系统的主要原理是传感器采集各类数据，然后由 gprs/3g 网络把数据传回服务器，服务器处理完收到的数据库存入数据库，然后通过web 发布的形式发布，同时服务器还设置有事务处理程序，负责处理各类实时事件。

　　2.1 数据处理模块

　　数据处理模块的核心是启动一个位于公网tcp 端口进行监听，各类传感器通过 gprs 信号连接到该端口建立连接，然后通过 tcp 协议进行数据传输，数据库模块收到传感器发来的数据后通过对数据进行分析判断数据的来源及数据类型，并整理成统一的格式存入数据库，例如数据处理模块接收到如下数据：04 04 00 0002 01 86 30 FF，那么根据事先定义好的协议分析，第一位代表地址，第二位代表数据类型，三、四位为寄存器地址，五、六位为数据，最后两位为校验，那么首先进行校验，校验无误对数据进行分析，结果为：地址为 4 的设备发来类型为4的数据（协议中规定：1控制；2水位1；2 水位 2；4 闸位），所以闸位就是：5.13 厘米，通过类型的分析判断就把设备的运行状态保存到数据库了。

　　2.2 web发布及移动应用交互模块

　　Http 定义了与服务器交互的不同方法，最基本的方法有 4 种，分别是 GET，POST，PUT，DELETE。URL 全称是资源描述符，我们可以这样认为：一个 URL 地址，它用于描述一个网络上的资源，而 HTTP 中的 GET，POST，PUT，DELETE 就对应着对这个资源的查，改，增，删 4 个操作。应用中 GET 一般用于获取 / 查询资源信息，而 POST 一般用于更新资源信息。在本文中，只涉及到 GET，POST，通过这两种放完完成数据的读取与上报。

　　2.2 .1 GET以 android 应 用 为 例， 首 先 构 造 一 个URL，并直接给 URL 加上参数，然后就可以通过HttpGet来获取数据了，基本原理见图1。

　　2.2.2 POSTPost 与 get 类似，只是参数传递不是直接写在 URL 里了，而是构建了一个专门用来传递参数的数据结构，然后把构建好的数据结构提交给 url，同时接收 url 的反馈，以完成 port传递，因为参数不直接写在 url 中，因此对于数据的传递更加安全。具体实现过程见图 2。

　　以上介绍了 http 的 post 和 get，通过这 2种请求即可完成本项目的需求，包括通过移动应用查询设备的实时运行情况（get 请求），通过移动应用控制闸门的开关（post 请求）。

　　2.3 事务处理模块

　　事务处理模块主要处理一些实时性的操作，因为本项目中的移动应用不直接对设备进行控制，所以事务处理模块就起一个中间传递的作用。上文提到通过 post 传递数据实现闸门的控制，其实不是直接通过移动应用把命令发送到了闸门，而是发给了服务器，服务器处理请求后把请求的结果还是存入了数据库，而剩下的工作就是由事务处理模块来实现了，当在手机上点击了开启或者关闭闸门时，命令首先发给服务器，服务器再接收到命令进行解析，判断命令为开启或者关闭命令时交由事务处理模块处理，事务处理模块根据命令中的地址和操作类型把对应的指令通过 tcp/ip 协议发给对应的设备并实时监控设备的运行情况并把运行情况发送给移动端，完成整个事务的处理。

　　3 结束语

　　本系统根据农业水利的特点，为水利信息化提出一套既简单可行又灵活方便的监控方案，使用该方案完全能满足农业水利应用的需求。通过在农业水利行业使用移动应用，用户可以不必再每天到每一个测点进行人工采样监测，而是可以在任何地方随时监测每一个测点的数据，大大降低了劳动强度。【图略】

　　参考文献
　　
　　[1] 陈敏 . 基于 FPGA 的蔬菜大棚无线温度测控系统设计 [D]. 中北大学 ,2011.