农业物联网系统的软件设计与开发

发布时间：2020-08-26 10:40

【摘要】：物联网作为继计算机、互联网之后的第三大信息浪潮,飞速发展是大势所趋,众多因需求不同而功能各异的物联网平台应运而生。本文基于开源的物联网平台,构建一个面向用户、提升用户体验的农业物联网用户端软件。本文综述了国内外物联网和物联网平台的研究现状,设计了一套基于开源物联网平台实现的远程采集、控制以及数据可视化的物联网用户端软件。本文的设计主要包括数据存储模块、网关感知模块以及用户应用模块。其中,数据存储模块是开源物联网平台对网关上传的数据通过专用的数据库进行存储管理;网关感知模块是网关通过开源平台进行传感器的数据和控制器的状态上传以及下发命令的响应;用户应用模块则是以用户体验为主体实现开源平台与用户端软件的数据可视化。本文最后结合仿真系统和实际应用对用户端软件进行测试,验证用户端软件各模块的功能情况。试验中运行正常,设计的功能发挥作用表明开发任务基本完成。文末对这段时间的研究工作进行了总结,对研究成果进行了分析包括优势及不足之处以及对接下来研究工作的展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S126;TP311.52
【图文】：

系统总体结构

本系统是基于农业物联网的架构来设计的。主要借助于开源物联网平台开发逡逑传输层和应用层的软件。系统由从下至上包括以仿真系统代替真实设备的感知层、逡逑网关与开源平台之间的传输层以及应用层组成。图２．１为系统的总体结构框架。逡逑ＰｏｓｔｇｒｅｓＱ逦ｉ邋Ｔｈｉｎｇｓｂｏａｒｄ逦？…．——ｉ逦用户显示逡逑１数据库逦开源乎台邋．逦，应用乎台逡逑￣￣逦■逦＞逦｜智能网关逡逑传感器＇控制逦逦■逦｜＿＿＿＿逡逑图２．１．系统总体结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ２．１邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｆｉｇｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２．２通信协议逡逑网关与Ｔｈｉｎｇｓｂｏａｒｄ平台的通信协议可以基于ＴＣＰ／ＩＰ链路的ＭＱＴＴ协议、逡逑ＨＴＴＰ协议以及基于ＵＤＰ／ＩＰ链路的ＣｏＡＰ协议，用户可根据需要自行选择其中逡逑之一；Ｔｈｉｎｇｓｂｏａｒｄ平台与用户端软件的应用层协议则是ＨＴＴＰ协议和ｗｅｂｓｏｃｋｅｔ逡逑协议。逡逑２．２．１邋ＣｏＡＰ邋协议逡逑基于ＵＤＰ协议之上的ＣｏＡＰ是受限制的应用协议（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ逡逑Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）的代名词［３°］。主要用于小设备连接互联网，适用于ＣＰＵ能力、ＲＡＭ、逡逑８逡逑

订阅者,发布者,消息,发布消息

内容逡逑ＭＱＴＴ协议中包括订阅者（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）、代理者（ｂｒｏｋｅｒ）、发布者（ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ），逡逑它们三者的关系如下图２．２所示：逡逑逦邋逦订阅消息邋逦逡逑发布消息邋＾逦逦逡逑发布者逦？代理逦推送消息逦订阅者逡逑逦邋逦？！逦逡逑图２．２发布／订阅模式逡逑Ｆｉｇｕｒｅ２．２邋ｐｕｂｌｉｓｈ／ｃｕｂｓｃｒｉｂｅ邋ｐａｔｔｅｒｎ逡逑其中，消息传输过程中所涉及的概念解释如下：逡逑（１）

用户登录,可视化分析,报警功能,用户端

行实时数据显示，根据客户自定义规则实现报警功能）一一＞集成ＡＰＩ——＞用户逡逑端，用户端进行展示和可视化分析。借助数据自底至顶的传送路径对这些功能的逡逑关系进行介绍，如图３．２所示。逡逑２３逡逑

【参考文献】