基于传感器的数字大棚信息管理系统的设计与实现

第1章 绪 论1.1 研究背景传感网是近年来的新兴事物，是指将在互联网基础上，各种传感设备与互联网进行信息互动，最终形成十分巨大的网络就是传感网[1]。传感网所要达到的目的，是让设备可以信息互通，能够了解到远程的信息，而且服务器可以远程控制到终端的传感器，与目前已经存在的互联网连接在一起之后，逐步的形成更加智慧的生产、生活体系[2]。传感器技术也称 M2M（Machine to Machine）技术，也就是物与物之间的信息传输技术[3]，一般情况下传感器之间所采用的技术就是M2M 技术。感知中国; 中心是温总理在 2009 年指示下建立的。这说明了我国对传感网技术的关注以及支持力度已经上升到了国家的战略层面[4]。在我国信息产业科技发展十一五规划中，传感网是重点扶持的高科技产业。在技术的前进与发展 方面，我国与其他国家拥有相同的机会。，2021 年中国物联网标准联合工作组筹备会议在北京召开，国家标准体系的物联网建设工作正式开始启动。工业和信息化部牵头成立了推进物联网的部级领导协调小组。中国正式的将传感网;明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2021 年)》和 2050 年国家产业路线图。传感器技术在很多领域都有应用，例如自动抄表、车辆通信、环境监测、标志照明、金融服务、智能交通、医疗保健、安全防范等[7]。在使用过程中，每一个领域的应用可以多方面进行拓展，例如环境监测又可以分为水质监测、噪声监测、温度监测、空气监测等[8]。..........1.2 研究目的和意义本次研究的主要目的是提高资源利用率，改善人与物之间的关系[20]。社会发展需要传感网的支持，传感网的全球发展可以推动人类进入智能时代[37]，实现智能化处理的功能，并且对人类的安全、健康有着巨大的意义。 传感网技术与业务也正由于产业的需求而快速的发展，专家预测，未来 10年传感网会加速发展，而且传感网产业通过规划与发展也会有较高的提速，传感网的产业据估计要比互联网大 30 倍。所以传感网就是下一个亿万级的高科技市场。 本文是对数字大棚信息管理系统进行设计与实现。通过 AVA 技术、MVC 模式、关系型数据库、多线程处理、传感器等技术，较好地满足系统必需具有的实时性、准确性、灵活性和可扩展性，信息的访问速度也十分快，从而有效地提高了后台的数据处理速度以及系统的智能处理能力，本课题的研究成果在传感器使用以及数字大棚管理方面有很大的实用价值。欧盟尤其重视此方面发展，并且将传感网作为重点领域之一优先发展，欧洲微纳制造技术平台成立于 2008 年，这个平台的主要目的就是提高欧洲在传感网方面的技术发展和业务发展。.........第2章 实现环境及相关技术2.1 实现环境及开发技术本章阐述了系统的实现环境以及开发技术，说明在技术方面实现基于传感器的数字大棚信息管理系统是完全可行的。 系统基于传感器技术、AVA 技术、SQL server 数据库技术而实现数字大棚信息管理系统，传感器技术、AVA 技术与 SQL server 技术结合的优点是可以缩短开发时间、降低开发成本[44]。传感网应用中的三项关键技术： 1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。绝大部分计算机处理的都是数字信号。需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理[45]。 2、RFID 标签技术：RFID 技术是一门综合技术，包括无线射频技术和嵌入式技术等，RFID 应用比较广泛，包括自动识别、快递、信息管理等方面。 RFID 分为以下三部分： （1）标签：标签拥有唯一的电子标识码，其主要结构由耦合元件及芯片组成，其主要目的是识别目标对象，并形成数据信息。 （2）阅读器：是一种设备，主要功能是读取、写入，主要模式为手持式、固定式。 （3）天线：主要功能是传递数据信号，传输范围是在标签和阅读器之间进行互动。 3、嵌入式技术：包括计算机软件硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术等。经过不断的演变逐步的应用到不同的智能终端里面，目前这类产品比较多[46]。............2.2 传感器技术应用传感网具有以下三个应用： （1）全面感知，对外界事物使用传感器来进行感知[49]，例如二维码以及其他的各种能够采集对象信息的设备。 （2）可靠传送：实时传送感知到的信息，主要途径是通过无线网以及传感器感知物体的信息并传送[50]。 （3）智能作用：系统对传送到服务器的数据进行智能处理，其过程主要是运用各种算法对系统中的设备或管理对象进行智能控制。 大部分终端所要采集的数据有：火焰、烟雾、视频、温度、湿度等，而所采采用的终端有：烟感采集设备、火感采集设备、视频数据采集设备、温度传感器数据采集设备、湿度传感器数据采集设备等。 1、标准化原则 软件设计规范方面严格遵守最新的国际标准、国家标准和行业标准。实现应用开发平台中的各类功能，而且还可以方便地与其它系统进行对接。 2、实效性原则 系统建设、产品选型既考虑了先进性又考虑实用性。 3、可持续性原则 系统不仅实用，而且还考虑了系统的可持续发展的特性，系统的功能与接口方面也充分考虑了可持续性。..........第 3 章 系统设计概要..........163.1 系统功能概况 ...........163.2 业务接口设计 ............173.3 结构设计 .............20第 4 章 详细设计与实现............354.1 终端管理子系统 ...........364.2 传输网络管理 ..........434.3 业务管理子系统 .........43第 5 章 系统测试...........575.1 环境说明 ...........575.2 测试目标 ..........575.3 实例测试 ...........58第5章 系统测试系统的质量、可靠性、正确性只有通过软件测试才可以推出使用[63]。软件测试是软件工程中十分重要的组成部分，是系统正常使用的保障，所以为了保障系统安全、有效运行，在软件开发后期，对系统进行一定的测试工作[64]。本章首先对系统的测试环境，测试目标进行了阐述，并重点说明了测试目标中的功能、压力、安全等方面，对系统中多用户访问系统进行了实例测试，包括用户管理、权限管理等实例，测试完毕后对测试的结果进行了重点分析，使管理人员可以充分的了解到系统在运行时候的各类峰值。..........结 论本文通过对基于传感器的数字大棚信息管理系统的设计与业务实现，说明了传感器技术在数字大棚管理中使用是完全可行的；并且通过对开发工具、数据库的介绍，说明了在技术方面也是可行的；与一般的数字大棚系统相比较而言，本系统具有多种安全性，详细如下所述： （1）数据安全 采用 SSL 协议进行数据传输，在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密等。 （2）软件安全 包括密码安全，数据加密安全，用户访问日志，IP 访问限制，用户权限等方面的设计。 （3）密码安全 对用户的密码进行了加密保护，即使是用户丢失了密码，管理人员也可以通过初始化密码或者密码找回功能使用户重新得到账号与密码。 虽然本系统已经基本完成的数字大棚系统的主要功能。但是部分功能还需要继续完善........参考文献(略)